Hack' Dir einen Open-Source-Laptop

Lightning-Talk für die PrivacyWeek 2020 des Chaos Computer Clubs Wien #pw20

Details unter https://www.topfstedt.de/posts/open-source-laptop/

Das UEFI-BIOS eines Clevo L141CU (silber) bzw. L140CU (schwarz) wird mit der auf Coreboot basierenden Firmware von System76 geflasht und auch deren offene Embedded-Controller-Firmware eingespielt.


Transkript:
Hallo Internet. Ich bin Fabian und der Lightning Talk heißt: "Hack' Dir einen Open Source Laptop". Nur freie Software auf dem Laptop zu installieren, betrifft im Wesentlichen drei Komponenten: Zum einen das UEFI-BIOS, das ist die Firmware, die die Hardware betriebsbereit macht. Dann den Embedded Controller, das ist die Firmware, die z.B. den Batterieladestrom, die Lüftersteuerung und die Tastaturmatrix kontrolliert. Und das Betriebssystem und dessen Kernel. Letztere spare ich jetzt aus, GNU/Linux oder jedes freie BSD ist ja auf jeder x-beliebigen Hardware installierbar. Bei der Firmware sieht das ganz anders aus. Mit Coreboot und dessen Forks gibt es freie Alternativen zum proprietären UEFI-Bios. Die kompatible Hardware ist aber rar, unter den Laptop sind es im Wesentlichen steinalte ThinkPads mit Core2Duo-Prozessor. Es gibt aber auch Hersteller, die Laptops ab Werk mit Coreboot ausliefern, z.B. Purism und System76. System76 hat im Frühjahr (2020) das "Lemur Pro" vorgestellt. Ein 1 kg leichtes Notebook mit 4-Core-Prozessor, riesigem Akku, bis zu 40 GB Arbeitsspeicher, bis zu 2 Festplatten und einer amerikanischen ANSI-Tastatur. Das Gerät selbst ist ein taiwanesisches Clevo L140CU, dessen Firmware aber von System76 ausgetauscht und auf Github gestellt wurde. Es gibt relativ viele Händler, die das Gerät mit der in Europa gebräuchlichen ISO-Tastatur und aus der EU heraus verkaufen. Ich habe mir eines mit ISO-Tastatur gekauft und - nach ein paar Änderungen (an der Firmware) - nun auch die Software von System76 laufen. Wie genau das geht, könnt ihr auf meinem Blog unter www.topfstedt.de nachlesen. Als Erstes löst ihr die Schrauben der Bodenplatte und öffnet den Gehäusedeckel.

Damit das Gerät keinen Strom hat, könnt ihr einmal die Batterie abziehen. Das macht ihr, indem ihr einfach an diesem Kabel hier zieht. Gleich neben dem RAM-Modul und Lüfter befindet sich dieses kleine Bauteil. Auf diesem Bauteil ist die Firmware des Geräts gespeichert. Im Moment die proprietäre von Clevo. Später, nachdem wir es geflasht haben, die offene von System76. Der Punkt ist Pin 1. Die Übertragung der Firmware von System76 erfolgt mit diesem Programmiergerät, einem CH341A. Daran ist auf der einen Seite ein USB-Anschluss, den steckt ihr in den zweiten Computer, den ihr zum Flashen braucht. Auf der anderen Seite guckt ein Kabel mit einer Krokodilklemme heraus. Das bunte Kabel markiert wiederum den Pin 1. Den BIOS-Chip findet ihr noch? Jetzt gibt es hier die Krokodilklemme. Die Krokodilklemme mit dem Pin 1 und dieses Ding werden jetzt miteinander verbunden.

Gleich unterhalb vom BIOS-Chip gibt es den Embedded-Controller. Den Embedded-Controller flashen wir auch gleich mit einem Arduino Mega. Um den Arduino Mega anzuschließen, müssen wir den Tastaturport lösen. Das machen wir, indem wir diese Klemme hier hochklappen und das Kabel herausziehen. Statt der Tastatur wird also jetzt ein Arduino Mega angeschlossen. Daran steckt ein FPC-Kabel mit 24 Pins und 0,5 mm Abstand. Das ist ein kleines Kabel. Und den Stecker werden wir jetzt in die Klemme schieben und diese wieder verschließen.

Jetzt verbinden wir zwei USB-Kabel, nämlich das Blaue vom Arduino kommend und das Schwarze, vom Clevo-Notebook kommend, mit dem Rechner, auf dem wir flashen.

Jetzt habe ich die Batterie und die Tastatur angeschlossen, den Deckel zugeschraubt, das Notebook umgedreht, es geöffnet und drückte jetzt auf den Startknopf und sehe die System76-Firmware. Wenn ich jetzt die Escape-Taste drücke, lande ich im Menü. Es gibt auf den Intel-Prozessoren nach dem Core2Duo die (proprietäre) Intel-Management-Engine. Diese ist jetzt zur Laufzeit deaktiviert, um die Sicherheit zu erhöhen. Ich glaube, das ist alles in Ordnung.