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| == Introduzione ==
| | {{stub}} |
| Questa � una breve guida su come configurare il sistema per poter eseguire applicazioni audio realtime.
| | In questa piccola guida vedremo di installare PostgreSql su Debian |
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| Per chi non conoscesse il mondo dell'audio professionale su GNU/Linux consiglio questo magnifico sito introduttivo:
| | = Installazione = |
| | | Come tradizione Debian, � sufficiente un semplice: |
| * [http://www.emillo.net/audio_midi emillo.net]
| | <pre> |
| | | # apt-get install postgresql-8.1 |
| Ci sono '''due passi''' distinti illustrati nella guida: ''il primo'' � patchare un kernel 2.6 con la patch '''realtime-preemption''' di ''Ingo Molnar'' per ottenere un kernel con la pi� bassa latenza possibile; ''il secondo'' � invece permettere a normali utenti l'esecuzione di applicazioni in modalit� realtime.
| | </pre> |
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| Il kernel 2.6 ha raggiunto ormai delle prestazioni molto buone per quanto riguarda la latenza (anni luce avanti rispetto al 2.4). Normalmente � dunque sufficiente configurare il sistema per permettere ai normali utenti di eseguire applicazioni realtime (''secondo passo'').
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| Se invece, si vuole non solo ridurre sotto la soglia (indicativa) dei ~ 5 ms la latenza minima ottenibile, ma soprattutto, aumentare notevolmente l'affidabilit� del sistema nel rispettare le basse latenze bisogna usare la patch realtime-preemption (''primo passo''). E' questo il caso, ad esempio, se si vuole lavorare in full-duplex su diverse tracce in realtime, ''senza correre il rischio di xrun'' (ovvero interruzioni del flusso audio). Oppure se si vuole suonare un sintetizzatore software usando la minima latenza possibile.
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| La patch realtime-preemption (per quanto perfettamente usabile) continua ad essere sviluppata incessantemente, e le release sono spesso giornaliere. Il kernel a cui si applica la patch � sempre l'ultimo kernel stabile o, spesso, l'ultimo RC. Nella guida, a puro titolo esemplificativo, mi riferir� ad un kernel e ad una versione di patch specifica, anche se queste versioni diventeranno presto obsolete.
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| {{Warningbox|Se non siete a vostro completo agio a compilare e patchare il kernel questa non � la via che fa per voi. Consiglio, in tal caso, di usare un setup per l'audio professionale pronto per l'uso, come la distrubuzione [http://64studio.com/ 64 Studio] (disponibile sia per processori 64 bit che per 32bit). Se volete invece informazioni dettagliate su come compilare il kernel alla ''debian-way'': [[Debian Kernel Howto]]. }}
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| == Dal kernel stabile all'RC ==
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| Consiglio di compilare l'ultima versione stabile del kernel, configurandola e testandola fino ad ottenere una configurazione ben funzionante. Come spunto potete usare [[Esempio configurazione kernel|questa configurazione]]. Nel mio caso ho usato il kernel 2.6.13.2 e la [[Debian Kernel Howto|debian-way]] di compilare il kernel.
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| Una guida completa sulla configurazione e l'ottimizzazione di un [[kernel vanilla]] (e non solo) per applicazioni audio � la seguente:
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| * [http://demudi.agnula.info/wiki/Low-latencyKernelBuildingHowto Low-latency Kernel Building Howto].
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| La patch realtime-preemption pi� recente si applica solitamente ai kernel RC (Release Candidate). Questo perch� Ingo Molnar segue sempre il kernel pi� recente (quindi usa le RC come base di partenza per la sua patch). Quando viene rilasciato un nuovo kernel stabile Ingo Molnar rilascia pach per il nuovo kernel stabile, ma dopo alcune settimane passa nuovamente a seguire l'ultima RC uscita nel frattempo.
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| Quindi, si hanno due possibilit�:
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| # compilare l'ultimo kernel stabile con l'ultima patch rilasciata per quel kernel
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| # compilare l'ultimo kernel rc e usare la versione corrente della pacth. | |
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| Attualmente, ad esempio, l'ultimo kernel stabile, per il quale sia stata rilasciata la patch realtime preemption � il [ftp://ftp.it.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/linux-2.6.14.tar.bz2 2.6.14] (non i successivi 2.6.14.x). Per tale kernel l'ultima patch disponibile � la [http://people.redhat.com/mingo/realtime-preempt/older/patch-2.6.14-rt22 2.6.14-rt22], come si pu� vedere [http://people.redhat.com/mingo/realtime-preempt/older/ qui].
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| Se invece si vuole usare l'[http://people.redhat.com/mingo/realtime-preempt/ ultima patch] realtime-preemption (attualmente 2.6.15-rc5-rt2) bisogna usare anche l'[ftp://ftp.it.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/testing/ ultimo kernel RC].
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| Per passare da un kernel stabile ad un RC basta fare un <tt>make oldconfig</tt> in modo da configurare solo le nuove voci. Questo metodo "a due passi" permette di separare i problemi dovuti ad un eventuale errore di configurazione del kernel stabile dai problemi potenzialmente introdotti dall'uso di un kernel RC non stabile.
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| == La patch realtime-preemption ==
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| L'archivio delle patch realtime-premption si trova a [http://people.redhat.com/mingo/realtime-preempt/ questo indirizzo]. La patch realtime-preemption usata di seguito (a puro titolo esemplificativo) � la 2.6.14-rc5-rt5, voi usate la versione pi� recente disponibile. La patch � un semplice file di testo. Il suo nome � del tipo <tt>patch-''<kernel version>''-''<patch version>''</tt>. Bisogna applicare la patch all'esatta versione del kernel indicata dal nome. Di seguito viene usata la [http://people.redhat.com/mingo/realtime-preempt/older/patch-2.6.14-rc5-rt5 versione rt5 applicata al kernel 2.6.14-rc5]. Tenete presente che nuove versioni della patch vengono rilasciate giornalmente.
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| Per applicare la patch basta copiarla in <tt>/usr/src</tt>, entrare della dir del kernel e lanciare il comando, nel mio esempio:
| | Una volta terminato il download e l'installazione dei pacchetti, bisogna configurare il pacchetto per permettere l'accesso agli utenti! |
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| $ cat ../patch-2.6.14-rc3-rt2 | patch -p1 -t
| | = Configurazione = |
| | | L'unico utente che ha la possibilit� di accedere al database � ''postgres''. Dovermo usare questo utente per creare account o database... |
| A questo punto nuovamente un <tt>make oldconfg</tt> ci permetter� di configurare le voci inserite dalla patch. Assicurarsi di scegliere '''Complete Preemption (Real-Time)''' in:
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| | Per prima cosa diventiamo l'utente ''portgres'' con su: |
| <pre> | | <pre> |
| Processor type and features --->
| | # su postgres |
| Preemption Mode (Complete Preemption (Real-Time))
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| </pre> | | </pre> |
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| per il resto ho lasciato tutte le altre nuove voci su NO (la maggior parte di esse serve, infatti, per attivare vari strumenti di debug).
| | Ora possiamo creare un utente con il quale accedere alla base di dati! Una piccola nota: postgresql � configurato per accettare solo connessioni locali, con la clausola che l'utente linux che vi accede abbia lo stesso username usato per connettersi alla base di dati. |
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| Non ci resta che compilare il kernel:
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| $ fakeroot make-kpkg --append-to-version -realtime --revision 0.1 kernel_image
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| ed installare il pacchetto, per ulteriori informazioni su questo passaggio: [[Debian Kernel Howto]].
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| == Modalit� realtime e realtime scheduling ==
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| La modalit� realtime � un particolare privileggio di esecuzione che un'applicazione pu� avere . Questa modalit� permette ad una applicazione di avere accesso alla CPU con la massima priorita (rispetto ad ogni altra applicazione in attesa) ogni volta che venga richiesto, impedendo inoltre che un'altra applicazione possa a sua volta interrompere l'esecuzione (a meno che non sia anch'essa realtime).
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| Questo permette di tenere in esecuzione applicazioni a bassa latenza, senza il rischio che altre applicazioni non-realtime possano disturbarle. Si capisce come questa modalit� sia importantisissima nelle applicazioni audio professionali (ad esempio una sessione di registrazione non verr� mai interrotta anche se molte applicazioni non realtime saturano la CPU!).
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| D'altro canto, questa modalit�, pone dei seri problemi di sicurezza dato che un'applicazione potrebbe (a causa di un errore o di un comportamento malevolo) occupare la CPU per un tempo indefinito, senza poter essere interrotta, impedendo dunque la normale applicazione degli altri programmi.
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| Normalmente, quindi, solo root ha i privilegi per lanciare applicazioni in modalit� realtime. Questo � un problema, dato che (ad esempio) Jack e tutte le applicazioni che vi si connettono dovrebbero essere lanciate da root per poter funzionare in modalit� realtime, e questo costituirebbe un ancor pi� grosso problema di sicurezza.
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| Per risolvere il problema bisogna consentire l'uso della modalit� realtime anche a normali utenti ma in maniera "controllata".
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| Il modo pi� semplice consiste nell'usare gli '''rlimits''', ovvero editare il file <tt>/etc/security/limits.conf</tt> per consentire ad un utente od ad un gruppo di eseguire applicazioni in modalit� realtime. Questo metodo ormai � pienamente supportato da Debian Etch (''stabile'') in poi.
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| Un secondo metodo ormai obsoleto consiste nell'usare un modulo del kernel chiamato <tt>realtime-lsm</tt>. Questa procedura � pi� lunga e pu� creare problemi di sicurezza.
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| Entrambi gli approcci possono essere usati sia con kernel vanilla che con kernel realtime-preemption.
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| === Usare gli rlimits ===
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| È presente nel kernel un nuovo meccanismo pi� sicuro per concedere i privilegi di realtime chiamato rlimits che sostituisce completamente il vecchio e insicuro modulo <tt>realtime-lsm</tt>.
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| Gli rlimits sono supportati da PAM dalla versione 0.80, le versioni precedenti richiedono una patch.
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| Fortunatamente la versione di PAM in Debian Etch, pur essendo una 0.79, include la gi� questa patch. Per la [[oldstable]] Sarge la patch deve essere applicata manualmente (vedi dopo).
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| Quindi l'unica cosa da in Debian fare per abilitare il gruppo '''<tt>audio</tt>''' all'esecuzione di processi in modalit� realtime � aggiungere al file <tt>/etc/security/limits.con</tt> le seguenti righe:
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| @audio - nice -10
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| @audio - rtprio 99
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| @audio - memlock 250000
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| Ovviamente perch� le modifiche abbiano effetto si deve rieseguire il login.
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| '''Nota''': Per la [[oldstable]] '''Debian Sarge''' si pu� installare il pacchetto PAM patchato installando <tt>libpam-modules</tt> da [http://techweb.rfa.org/debrfa/dists/sarge/main/binary-i386/ qui].
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| === Il modulo <tt>realtime-lsm</tt> ===
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| {{Warningbox|Questa procedura � obsoleta e non � pi� stata verificata da quando Etch � diventata stabile ed ha incluso il supporto nativo per gli rlimits. E' lasciata solo per motivi storici e didattici.}}
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| Il modulo <code>realtime-lsm</code> permette ad un normale utente inserito nel gruppo <code>audio</code> di eseguire applicazioni in modalit� realtime. Questo � il vecchio approccio, che verr� man mano sostituito nelle varie distro dall'uso degli rlimits (vedi oltre).
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| Su debian l'installazione del modulo � molto semplice: basta installare il pacchetto <code>realtime-lsm-source</code> ed usare <tt>[[Pagina di manuale di module-assistant|module-assistant]]</tt> per compilare e pacchettizzare il modulo.
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| In pratica, dopo aver fatto il boot del kernel per il quale si vuole installare il modulo, (e aver installato <code>realtime-lsm-source</code>) basta il seguente comando:
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| $ m-a build realtime-lsm
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| per compilare e creare un pacchetto per il modulo. A questo punto non ci resta che installare il pacchetto <code>realtime-lsm</code> creato.
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| Questo modulo non � stato accettato (ne lo sar� mai) nel tree ufficiale del kernel per i potenziali problemi di sicurezza legati al suo utilizzo. In particolare per il suo corretto funzionamento devono essere attivate le seguenti voci di configurazione del kernel:
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| <pre> | | <pre> |
| Security options --->
| | $ createuser maxer |
| [*] Enable different security model
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| <M> Default Linux Capabilities
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| </pre> | | </pre> |
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| ''(l'ultima voce deve necessariamente essere un modulo!)''
| | ci verr� chiesto se l'utente ''maxer'' � un superuser (quindi un amministratore con la possibilit� di gestire ruoli e creare tabelle). |
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| Nei recenti kernel binari di Etch le precendenti condizioni non sono soddisfatte, percui il modulo '''realtime-lsm''' non funzioner� con tali kernel. Inoltre il modulo realtime-lsm � ormai ufficialmente deprecato in debian Etch.
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| In questi casi bisogner� ricompilare il kernel oppure usare l'approccio tramite rlimits.
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| == Conclusioni ==
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| Con un kernel cos� ottimizzato si raggiungono prestazioni realtime davvero spinte. Io ad esempio, con una modestissima SB Audigy 1 posso fare partire jack a 32 frame x 2 periodi @ 48000Hz (latenza 1.3 ms!) in modalit� solo playback. Qualche xrun avviene ancora a latenze cos� basse se si eseguono altre operazioni sulla macchina. Per avere la massima affidabilit� in full-duplex utilizzo usualmente jack a 128x2 @ 48000Hz.
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| In bocca al lupo e...
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| Happy Debian!
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| == Links ==
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| * http://www.emillo.net/home
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| * http://www.djcj.org/LAU/guide/index.php
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| * http://tapas.affenbande.org/?page_id=3
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| * [http://demudi.agnula.org/wiki/Low-latencyKernelBuildingHowto Low-latency Kernel Building How-to]
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| * [http://alsa.opensrc.org/RealtimeKernelAndPAM Alsa Wiki: Realtime Kernel And PAM]
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| Autore: [[Utente:TheNoise|~ The Noise]]
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| [[Categoria:Kernel]]
| | A questo punto abbiamo terminato... l'utente ''maxer'' potr� connettersi alla base di dati e, se si � risposto affermativamente alla domanda precedente, creare utenti e database! |
| [[Categoria:Audio]]
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