Asahi Linux 7.2: Cách dự án chinh phục Apple Silicon M4 và tối ưu pin

Asahi Linux vừa phát hành bản cập nhật 7.2 với hàng loạt cải tiến quan trọng, đánh dấu bước tiến lớn trong việc đưa Linux trở thành hệ điều hành khả dụng trên các dòng máy Mac sử dụng chip Apple Silicon. Báo cáo tiến độ mới nhất tập trung vào việc tháo gỡ những nút thắt kỹ thuật phức tạp nhất, từ quản lý năng lượng CPU trên chip M4 đến khả năng tương thích với cơ chế bảo mật tối tân của Apple.

Vượt qua rào cản về quản lý năng lượng CPU

Một trong những thách thức lớn nhất mà nhóm phát triển phải đối mặt là cơ chế quản lý năng lượng độc quyền của Apple Silicon. Bình thường, Linux sử dụng chuẩn PSCI để giao tiếp với firmware quản lý năng lượng CPU. Tuy nhiên, các chip của Apple không triển khai EL3, nơi firmware PSCI thường trú, khiến việc sử dụng chuẩn này trở nên bất khả thi.

Để giải quyết, nhóm đã sáng tạo khi triển khai PSCI như một UEFI Runtime Service thông qua m1n1 - lớp firmware khởi động của họ. Điều này cho phép kernel gọi vào m1n1 để quản lý năng lượng mà không cần thay đổi kiến trúc hệ thống. Đáng chú ý, các bản vá cho kernel Linux đã được gửi lên danh sách thảo luận dưới dạng RFC, mở đường cho việc hợp nhất mã nguồn lên thượng nguồn.

Đối phó với cơ chế bảo mật SPTM trên M4

Vấn đề nan giải tiếp theo đến từ Secure Page Table Monitor (SPTM) - công nghệ bảo mật mới của Apple trên chip M4. SPTM được tải vào một Exception Level đặc biệt (GL2) và kiểm soát toàn bộ bảng trang, khiến hypervisor m1n1 không thể hoạt động bình thường. XNU sẽ sập ngay khi khởi động nếu không tìm thấy SPTM, còn m1n1 cũng sập nếu bị khởi động như một binary XNU.

Nhóm Asahi đã tìm ra cách "hack" thông minh: nhờ công sức dịch ngược SPRR và GXF từ những ngày đầu, họ đã dạy cho hypervisor m1n1 cách giả lập các cơ chế phần cứng này. Điều này cho phép tải blob SPTM của Apple đúng cách, như XNU mong đợi, rồi tiếp tục theo dõi và gỡ lỗi phần cứng như trên các thế hệ M1-M3. Dù tốc độ theo dõi có chậm hơn, nhưng kết quả này mở ra khả năng hỗ trợ phần cứng mới trong tương lai.

Hoàn thiện hỗ trợ cho M3 và nền tảng cho M4, M5

Đối với dòng chip M3, tiến độ rất tích cực:

• Webcam và microphone đã hoạt động đầy đủ trên tất cả thiết bị M3 nhờ xử lý các thay đổi nhỏ trong firmware.
• Cổng USB-C với chip điều khiển ACE3 mới (thay cho CD3217) đã được hỗ trợ, mang lại khả năng USB 3.0 và Thunderbolt.

Bản cập nhật này cũng đánh dấu cột mốc quan trọng: hỗ trợ chính thức cho M3 sắp sẵn sàng phát hành.

Trong khi đó, trên chip M4 và M5, nhóm đã giải quyết được vấn đề với firmware NVMe thay đổi trong macOS 15.x, giúp ổ cứng hoạt động. PCIe cũng đã được kích hoạt để liệt kê thiết bị. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều việc phải làm trước khi M4/M5 có thể xuất hiện trong trình cài đặt chính thức.

Tăng tốc giải mã video và hướng tới một trải nghiệm liền mạch

Một cải tiến đáng chú ý khác là khả năng sử dụng bộ giải mã video AVD bằng phần cứng trên toàn bộ các máy được hỗ trợ. Nhóm đã hồi sinh một dự án dịch VA-API sang V4L2 Stateless, cho phép phần mềm desktop phổ thông như trình duyệt tận dụng được sức mạnh giải mã video của chip Apple.

Nhìn xa hơn, dự án đang hướng tới việc loại bỏ các bản sao dữ liệu khung hình giữa các khối phần cứng. Bằng cách tận dụng định dạng framebuffer Interchange chung của Apple (được GPU AGX, DCP và AVD hỗ trợ), khung hình video có thể được quét trực tiếp ra màn hình mà không cần qua GPU, giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể. Tuy nhiên, tính năng này vẫn chưa thể kích hoạt trên KDE Plasma do hạn chế của Kwin, nhưng nhóm đang hợp tác với cộng đồng KDE để giải quyết trong tương lai gần.

Với những bước tiến này, Asahi Linux đang ngày càng khẳng định vị thế là một lựa chọn Linux thực dụng và hoàn chỉnh cho người dùng Mac Apple Silicon tại Việt Nam và trên toàn thế giới.