OpenCPN-low-energy/Hard drive halt

为什么

在船上，航行期间，水手只会观察他的电脑来检查航线和位置。写入日志或其他地方的数据并不重要，而且笔记本电脑连接到船上的电池，消耗自动驾驶仪所需的资源。在我们的笔记本电脑上，停止硬盘可以节省 0.8W 的电量。

问题

hdparm 是一个管理硬盘参数的工具，例如磁头驻留、缓存大小和许多其他危险的东西。停止硬盘的方法是

hdparm -Y /dev/[device ((h|s)d(a|b|c))]

然而，硬盘会被任何尝试写入磁盘的动作唤醒。我们制作了一个 cron 任务，每分钟停止一次硬盘，但每次唤醒仍然会消耗大量电量。

第一种方法

原理

内核中没有允许正确停止驱动器的选项。因此，我们需要将文件系统挂载到 RAM 并更改根挂载点。例如，这是可引导密钥挂载其文件系统到 RAM 的方法

将 tmpfs 挂载到像 /media/tmp 这样的文件夹
在这个 tmpfs 中，我们创建 2 个文件夹：“unionfs”，它是 chroot，包含 /root（只读）和 /rw（可写），以及“union”，它将是 unionfs 的挂载点
使用 unionfs-fuse 将 /media/tmp/unionfs 挂载到 /media/tmp/union
将 /proc 挂载到 /media/tmp/union
将根目录更改为 /tmp/union，并将旧根目录设置为 /media/tmp/oldroot

挂载 tmpfs

命令是

mount -t tmpfs -o size=1G tmpfs /mnt/myfs

-t 是文件系统类型，例如 ext4 或 ntfs
-o 允许精确指定文件系统大小
然后是设备地址 (/dev/sdb) 和挂载点

挂载 unionfs

在 OpenSuse 12.3 上，您不能使用 mount 命令来挂载 unionfs。您应该使用 unionfs-fuse 来执行此操作

创建两个文件夹，它们将是两个分支：一个将是只读的，另一个将是可重写的。

mkdir -p /mnt/ram/unionfs/root
mkdir -p /mnt/ram/unionfs/rw

创建将用于挂载点的文件夹

mkdir -p /mnt/ram/union

调用 unionfs 将 "/mnt/ram/unionfs" 用作 chroot

unionfs $FUSE_OPT $UNION_OPT /rw=RW:/root=RO /mnt/ram/union

FUSE_OPT 定义为 -o allow_other,use_ino,suid,dev,nonempty

allow_other 赋予“其他”组“读取”权限
use_ino 要求使用文件索引来识别它们
suid 允许使用粘滞位
dev 要求使用设备文件（在 /dev 中）
nonempty 允许在挂载时覆盖

UNION_OPT 定义为 -ocow,chroot=$CHROOT_PATH,max_files=32768

cow 允许复制写入。
chroot 是设置分支的根目录路径
max_files 是同时打开文件的限制

更改根挂载点

要更改根挂载点，唯一的方法是使用 pivot_root。不幸的是，systemd 将 fstab 中的所有文件系统都挂载为共享的。我们需要在任何 pivot_root 之前执行 mount --make-rprivate /。一旦 pivot_root 完成，Systemd 不希望被 pivot_root 移动，并且无法被 chroot。它会尝试调用另一个 init 程序（upstart 或 sysvinit）。图形环境将正常工作，但 systemd 功能和图形控制台将不可用。使用另一个 pivot_root 到初始挂载点，systemd 接受所有请求。如果我们尝试 chroot systemd，它将锁定 tty 并显示“Failed to get D-Bus connection. Failed to connect to socket /org/freedesktop/systemd/private”，但此错误是由于 systemd 在尝试访问套接字 /run/systemd/private 之前抛出的。尽管如此，图形控制台将可获得，但从旧根目录启动。

结论

systemd 不允许这种方法，尽管图形会话仍然可用。此外，它会继续唤醒硬盘。

第二种方法

原理

这个想法是将系统所有需要修改的部分挂载到 RAM 中，并在系统空闲时以只读模式挂载根目录。

挂载 /tmp

最简单的方法是在 /etc/fstab 中添加一行

tmpfs                /tmp         tmpfs      defaults    0 0

将日志和缓存挂载到 tmpfs

我们选择创建一个服务，该服务在初始化时执行一个脚本。该脚本检查是否有足够的内存将文件夹挂载到 RAM 中，然后将备份挂载到 /mnt 中，并将备份文件复制到新的挂载点。

有时，/home/username/.cache 和 /home/username/.config 可能会托管一些运行时文件，例如 Chromium。这就是为什么我们需要在磁盘上保留备份的原因。我们无法使用该服务，因为我们需要知道哪个用户登录。因此，.cache 和 .config 在会话启动时启动的脚本中挂载。

以只读模式挂载根目录

有两种方法可以做到这一点

调用 mount - / -o remount=ro（可能失败，因为根目录正在使用）并撤消此操作 mount - / - o remount=rw
在 /etc/fstab 中的这一行中添加标志 ro

your-disk-path / ext4  acl,user_xattr,ro        1 1

并在重新启动时，系统将无法写入硬盘。

以只读模式挂载根目录会增加功耗

在没有优化的情况下，它比平时多消耗 2W 的电量。

内核调整

我们将功耗推送到内核选项。这是我们在 /etc/init.d/suse_studio_custom 中使用 sysctl 设置的选项

vm.dirty_writeback_centisecs=1500
vm.dirty_background_ratio=20
vm.dirty_ratio=20

如果未被使用，强制磁盘停止

为此，我们使用 cron 任务来停止硬盘（们）。cron 管理多个磁盘，因为您的系统可以分布在多个驱动器上。cron 任务在安装分发版后的第一次启动时生成。这里是创建 cron 任务的脚本。

一些挂载选项

在安装指南中，我们建议用户禁用日志记录，设置 noatime 和 commit=75 选项。禁用日志记录并为挂载设置 noatime 选项会对磁盘产生影响。如果您让这些选项启用，磁盘将不断被唤醒以写入有关文件的时间和操作信息。因此，如果您禁用这些选项，磁盘活动将减少。commit 选项在挂载手册中描述如下

commit=nrsec
每 nrsec 秒同步所有数据和元数据。默认值为 5 秒。零表示默认值。

让我们看看这个特定选项对功耗的影响

commit 选项的影响

值得注意的是，值越高，功耗不会降低。我们还可以看到可以推断出一个阈值，我们建议为分发版将 commit 选项设置为值 75。

如何追踪写入程序

为了关闭硬盘，我们使用了这个命令

# echo 1 > /proc/sys/vm/block_dump

可以在 dmesg 中找到程序的名称。仔细查看程序写入的设备，其中一些可以挂载到 ram 中。例如，syslog-ng 程序不会写入磁盘，而是写入我们的 ram（我们将 /var/logs 挂载到 ram 中）。您可以使用 mount -l 命令查看挂载了哪个设备。

我们还发现，安装后不久，磁盘非常繁忙，ext4lazyinit 进程正在运行。实际上，当您安装分发版时，磁盘不会立即完全格式化，格式化操作在笔记本电脑运行后才完成。

外部链接

第一种方法

第二种方法