[HowTo] Audio Special: Realtime Kernel unter SuSE (u.a.)

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[HowTo] Audio Special: Realtime Kernel unter SuSE (u.a.)

Beitrag von Gimpel » 27. Apr 2005, 14:25

Da dank AudioProLinux, oc2pus und }-Tux-{ das Projekt jacklab.net ins Leben gerufen wurde, und unsere apt-spezis oc2pus & }-Tux-{ eine ganze Menge rpm's für professionelle Audiobearbeitung erstellt haben (zu finden in http://ftp.gwdg.de/pub/linux/misc/jacklab/ ) soll an dieser stelle ein kleines HowTo entstehen, wie man sein System zur AudioWorkstation "umfunktioniert".
Bei Audiobearbeitung ist der entscheidende Punkt die Latenz, sprich die Verzögerung vom Zeitpunkt der Entstehung eines Signales bis es beim System "ankommt" (beispielsweise Tastendruck auf MIDI-Keyboard bis er hörbar ist).
Der Standard-Kernel hat den Nachteil dass er im Vergleich zu Windows oder gar Mac wesentlich langsamer ist (~11ms). Je schneller das System, sprich je kürzer die Latenz, desto mehr kann man mit dem System zeitgleich machen (mehrere Synths etc).

Es gibt ein Projekt von Redhat Developer Ingo Molnar und Kollegen, dessen Bestreben es ist die Latenz von Linux auf ein Minimum zu reduzieren: Realtime Preemption
Gute Audiohardware vorausgesetzt, erreicht man damit Latenzzeiten < 1ms, damit schneller als ein durchschnittlicher Mac.

Für Interessierte und Bastelwütige nun also ein kleines step-for-step Howto wie man sich einen "vanilla" kernel von kernel.org mit Realtime Preemption patcht und diesen kompiliert :)

Anmerkung:
Im Vergleich zum derzeit aktuellen kernel von SuSE 9.2 verliert man dabei support für folgendes:
- das reiser4 filesystem (welches für audio eh denkbar ungeeignet ist)
- lirc (IR fernbedienung)
- submount (eh überflüssig, suse 9.2 kommt mit udev, daher: hal/dbus/ivman für automounting, man kann aber subfs auch nachträglich bauen, dazu muss der neue kernel bereits laufen, siehe "Kernelhowto" hier im board)
- ein paar ipv6 sachen und noch andere kleinigkeiten

Beispiel-Kernel ist der aktuell stabile 2.6.11.7.

1. Kernel Source und patches herunterladen

als user in einem beliebigen Verzeichnis:

Code: Alles auswählen

# Herunterladen des aktuellen vanilla kernels
wget http://kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/linux-2.6.11.7.tar.bz2

# den passenden Realtime Preemption patch dazu
wget http://people.redhat.com/mingo/realtime-preempt/older/realtime-preempt-2.6.11-final-V0.7.40-04

# und noch den realtime-lsm patch, um als user mit realtime prio arbeiten zu können (aus -mm broken-out)
wget http://kernel.org/pub/linux/kernel/people/akpm/patches/2.6/2.6.11/2.6.11-mm4/broken-out/rt-lsm.patch

# wer den bootsplash nicht missen möchte:
wget http://www.bootsplash.de/files/bootsplash-3.1.4-2.6.11.diff

2. Entpacken und Patchen des Kernels

Code: Alles auswählen

cd /usr/src/linux
su
<passwort>
tar xvjf /pfad/zu/linux-2.6.11.7.tar.bz2
mv linux-2.6.11.7 linux-2.6.11.7-realtime
cd linux-2.6.11.7-realtime
patch -p1 < /pfad/zu/realtime-preempt-2.6.11-final-V0.7.40-04
patch -p1 < /pfad/zu/rt-lsm.patch
patch -p1 < /pfad/zu/bootsplash-3.1.4-2.6.11.diff
Man beachte dass beim patchen von realtime-preemption am ende ein "FAILED" zu sehen sein wird. Davon lassen wir uns nicht weiter stören! Grund ist dass der patch im Makefile mit 2.6.11 rechnet, allerdings heißt er tatsächlich 2.6.11.7

Dann geben wir unserem Kernel einen eigenen Namen:

Code: Alles auswählen

vi Makefile
..hängen an die EXTRAVERSION=.7 etwas dran ala -realtime und speichern das.


3. Konfiguration des Kernels

zunächst "klonen" wir die config des laufenden Kernels, um sicherzustellen, dass danach auch alles weiter funktioniert:

Code: Alles auswählen

zcat /proc/config.gz > .config
und nehmen dann ein paar Einstellungen vor:

Code: Alles auswählen

make menuconfig
wer es lieber etwas graphischer haben möchte kann xconfig verwenden:

Code: Alles auswählen

# als user
xhost + 
su
<pw>
make xconfig
die für Realtime Preemption relevanten Einstellungen sind hier:

Code: Alles auswählen

  Processor type and features  --->
    Preemption Mode (Complete Preemption (Real-Time))  --->
          ( ) No Forced Preemption (Server)
          ( ) Voluntary Kernel Preemption (Desktop)
          ( ) Preemptible Kernel (Low-Latency Desktop)
          (X) Complete Preemption (Real-Time)
bei default SuSE kernel sollte man noch folgendes deaktivieren (sonst verweigert MuSE den Dienst)

Code: Alles auswählen

   Device Drivers  --->
    Character devices  --->
        [ ]   HPET Control RTC IRQ
Einem Tip von drumfix folgend nehmen wir noch folgende Einstellungen vor:
Im Falle einer x86 CPU

Code: Alles auswählen

  Power management options (ACPI, APM)  --->
    [*] Power Management support
          ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) Support  --->
             [*] ACPI Support
Der Rest bleibt oder wird deaktiviert.

Dann schalten wir noch das USB HID polling aus.

Code: Alles auswählen

   Device Drivers  --->
         USB support  --->
            < > USB Human Interface Device (full HID) support
                 USB HID Boot Protocol drivers  --->
                     < > USB HIDBP Keyboard (simple Boot) support
                     < > USB HIDBP Mouse (simple Boot) support
realtime-lsm aktivieren (WICHTIG: das MUSS als Modul <M> gebaut werden ;)):

Code: Alles auswählen

  Security options  ---> 
      <M>   Realtime Capabilities
Eine zusätzliche Optimierung bringt die Auswahl des passenden Prozessortyps in "Processor type and features", Athlon/Duron/K7 zB. Generic x86 kann man dann abschalten.

Mit "Exit" verlassen und speichern wir das.


4. Kompileren und Installieren des Kernels

Nun wird der Kernel kompiliert und die Module installiert:

Code: Alles auswählen

make && make modules_install
Das kann bei der default SuSE config, welche wir geklont haben, ein Weilchen dauern.

Wenn fertig, kopieren wir den Kernel nach /boot (dabei vergeben wir den Namen, den wir in EXTRAVERSION weiter oben definiert haben). Der bestehende Kernel wird dabei nicht angerührt, also keine Sorge! Sollte der neue Kernel wider erwarten nicht booten, hat man den alten zur Sicherheit noch da ;)

Code: Alles auswählen

cp arch/i386/boot/bzImage /boot/vmlinuz-2.6.11.7-realtime
cp System.map /boot/System.map-2.6.11.7-realtime
Eine initrd brauchen wir auch noch:

Code: Alles auswählen

cd /boot
mkinitrd -k vmlinuz-2.6.11.7-realtime -i initrd-2.6.11.7-realtime

5. Anpassen des Bootloaders

Zuletzt passen unseren Bootloader an:

Code: Alles auswählen

vi /boot/grub/menu.lst
Hier kopieren wir den Eintrag des alten Kernels und editieren diesen , sodass er auf den neuen Kernel passt. (kernel und initrd)


6. Beten und Booten
;)

Zu realtime-lsm:
zunächst muss das modul commoncap geladen werden:

Code: Alles auswählen

modprobe commoncap
dann realtime, mit der option "gid=<id der audio gruppe>"
zB:

Code: Alles auswählen

modprobe realtime gid=18
(richtige gid nummer verwenden! id <username hilft)


Greets!
gimpel
Zuletzt geändert von Gimpel am 29. Aug 2005, 16:15, insgesamt 26-mal geändert.
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Beitrag von oc2pus » 27. Apr 2005, 14:56

Geschichte wird gemacht .. es geht voran ....

suuper HowTo wie immer, kurz knapp und präzise ...
... und funzt ;)

P.S. vergess den }-Tux-{ nicht, er baut alle RPMs für SuSE-9.1 und stellt sie in seinem apt-Repository zur Verfügung (suser-tux)
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Beitrag von Gimpel » 27. Apr 2005, 15:50

oc2pus hat geschrieben:Geschichte wird gemacht .. es geht voran ....

suuper HowTo wie immer, kurz knapp und präzise ...
... und funzt ;)

P.S. vergess den }-Tux-{ nicht, er baut alle RPMs für SuSE-9.1 und stellt sie in seinem apt-Repository zur Verfügung (suser-tux)
ewps, kommt gleich dazu ;)

bin grad am rumfrickeln wie man daraus ein rpm samt initrd & co baut. also is das howto eher für "early adopters" und bastler gedacht :)
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Beitrag von Audio Pro Linux » 27. Apr 2005, 18:43

Ahh geil.. Ihr seid die grössten :) Die besten, die schlausten.

Gimpel, wie unglaublich schnell du das gebacken gekriegt hast, wenn ich an deine "a ****** business" Allergie denke.

Die Einführung ist 1a geschrieben, den Rest spar ich mir erstmal.
Weil ich ja den fertigen Kernel teste ;)

Absolut erfreut :lol:

Michael APL

Audio Pro Linux

Nachtrag von Drumfix

Beitrag von Audio Pro Linux » 28. Apr 2005, 13:16

Hi Gimpel,
Drumfix hat uns/dir im audio4linux-Forum folgenden Tipp gegeben:

Kleiner Nachtrag für euer Tutorial:

1. xconfig statt menuconfig nehmen, weils besser aussieht Smilie
2. Wenn man ein Motherboard mit Intelchipsatz hat:
ACPI aktivieren, aber alle Optionen drunter (wie Lüfterkontrolle etc.)
abschalten. Ebenso die Unterstützung für USB HID Devices
(USB Maus/Keyboard).
Ansonsten wird die CPU periodisch für ne volle halbe Millisekunde
angehalten, was dann zu Aussetzern führen kann.

Dann gehen selbst Latenzen von 16 Samples@44,1KHz, also rund
ner 1/4 Milisekunde, falls die Soundkarte das kann.

Gruss Drumfix
Vielleicht kannst du damit ja was anfangen... aber 16 Samples, das waren die 0,7ms... ;)

gruss
Michael APL

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Beitrag von Gimpel » 28. Apr 2005, 13:48

oha! ok, wird gemacht, was acpi und usb hid angeht :) THX drumfix, jegliche weitere tips sind willkommen!

ob xconfig oder menuconfig bleibt jedem selbst überlassen, ich bevorzuge menuconfig, schon wegen der easy suchfunktion /rtc zB.

Heute erwartet dich ja noch der alsa-cvs und possible c-port midi fix Test, hehe ;)
Zuletzt geändert von Gimpel am 28. Apr 2005, 15:45, insgesamt 1-mal geändert.
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Beitrag von oc2pus » 28. Apr 2005, 15:35

Code: Alles auswählen

--- linux/Makefile.orig
+++ linux/Makefile
@@ -1,7 +1,7 @@
 VERSION = 2
 PATCHLEVEL = 6
 SUBLEVEL = 11
-EXTRAVERSION =
+EXTRAVERSION = -RT-V0.7.40-04
 NAME=Woozy Numbat
 
an dieser Stelle musst du
SUBLEVEL = 11.7 oder
SUBLEVEL = 11
EXTRAVERSION = 7
setzen.
Dann könnte der Patch fehlerfrei durchlaufen ...
... das ist wichtig für ein SPEC File um ein RPM zu bauen, da der %patch Tag FEHLERFREI durchlaufen muss ...

könntest du das mal probieren ? Evtl erstellen wir dann einen Patch gegen den preempt-patch *fg*
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Beitrag von Gimpel » 28. Apr 2005, 15:49

ich werde den gesamten patch gegen 2.6.11.7 re-diffen, damit keinerlei hunks/fails auftauchen, sollte dann kein problem sein, oder? ;)

haben gestern noch alsa-cvs und einen patch von der alsa-dev liste und den bootsplash (wir brauchen ein logo ;)) "reinmassiert", also ist denke ich ein großer patch gegen 2.6.11.7 das beste oder?!

alsa-cvs sollte aber ausgiebig getestet werden, das ist dünnes eis unter umständen! aber wenn damit diese c-port midi sache funzt, isses das wert :)
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Beitrag von oc2pus » 28. Apr 2005, 16:10

Gimpel hat geschrieben:ich werde den gesamten patch gegen 2.6.11.7 re-diffen, damit keinerlei hunks/fails auftauchen, sollte dann kein problem sein, oder? ;)
jaaaa, so will ich das ;)
Gimpel hat geschrieben:haben gestern noch alsa-cvs und einen patch von der alsa-dev liste und den bootsplash (wir brauchen ein logo ;)) "reinmassiert"
da muss Audio Pro Linux ran *fg*
Gimpel hat geschrieben:also ist denke ich ein großer patch gegen 2.6.11.7 das beste oder?!
yepp,
kiss-Prinzip ==> keep it so simple ... not gimpel ;)
Gimpel hat geschrieben:alsa-cvs sollte aber ausgiebig getestet werden, das ist dünnes eis unter umständen! aber wenn damit diese c-port midi sache funzt, isses das wert :)
wow, staun ...
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Beitrag von Gimpel » 28. Apr 2005, 16:19

oc2pus hat geschrieben:
Gimpel hat geschrieben:also ist denke ich ein großer patch gegen 2.6.11.7 das beste oder?!
yepp,
kiss-Prinzip ==> keep it so simple ... not gimpel ;)
ROFL!!

[edit]patches off again ;)[/edit]

P.S.

btw, was haltet ihr davon noch etwas zu optimieren, sprich jeweils eine config für athlon, pentium4, smp und x86_64? damit könnte man noch ein bisschen was "rauskitzeln" an gesamt-performance...
das würde halt 4 rpm's bedeuten *duck*
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Beitrag von oc2pus » 28. Apr 2005, 23:47

Gimpel hat geschrieben:btw, was haltet ihr davon noch etwas zu optimieren, sprich jeweils eine config für athlon, pentium4, smp und x86_64? damit könnte man noch ein bisschen was "rauskitzeln" an gesamt-performance...
das würde halt 4 rpm's bedeuten *duck*
öhm, dafür gibt es doch die nosrc.rpm ;)

also nur patches und Bauanleitung (spec-file);
den vanilla-kernel-source-tar.gz downloaden kann sich jeder selber ... spart Platz und wie aus einem nosrc.rpm ein rpm wird ist schnell erklärt.
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Beitrag von Gimpel » 29. Apr 2005, 00:20

alles klar! fein fein!

alsa-cvs macht mich grad nieder, compile errors ohne ende...
wenn du also vorhin den patch gezogen haben solltest.. einfach löschen *gg*

bin mal weg bis montag, dienstag. cya! :)
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Erste bootscreenscribbles

Beitrag von Audio Pro Linux » 29. Apr 2005, 03:07

ich hab mal so erste sehr rohe ideen für bootscreens gemacht -

Unten der Spruch müsste vielleicht heissen: "still based on SuSE (A Novell Business) Linux"

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Bild


gimpel hat folgendes genervt gesagt:
alsa-cvs macht mich grad nieder, compile errors ohne ende...
gimpel, klar, wahrscheinlich ist das alsa cvs nicht geeignet, in den stabil laufenden kernel zu kommen. Es geht ja erstmal nur um eine Midischnittstelle. Darum: Dann müssen die Anwender des dsp2000 c-port halt weiter in die Röhre gucken. Dafür gibt es jede Menge preiswerte gutlaufende usb-midi Geräte als alternative und ansonsten, mit rcalsasound restart lässt es sich auf der audioebene (10 I/0) immer initialisieren und funktioniert tadelos. es ist nur eine kleine jämmerliche Midischnittstelle.
Es ist zwar nicht toll, aber verschmerzbar.
Der kernel läuft so schon ganz geil. Dann ist halt "ALSA schuld".Der bug ist jetzt schon 3 jahre bekannt und vielleicht ist es eines der unlösbaren Geheimnisse des Universums.

Zum Wochenende mache ich einen Finalen Test mit Doku, so zum "Schwänzevergleichen" wer hat den schnellsten... ;)

Code: Alles auswählen

booting the kernel...
gruss
Michael APL

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Beitrag von Gimpel » 29. Apr 2005, 10:19

YEAH! sieht gut aus! vor das novell müsste noch ein "godamn" :P :)

bedenke man braucht 2 images, eines für den silent mode, und eines für verbose, wenn man beim booten f2 drückt.

mit alsa-cvs is ja nich wild, hehe, wenn ich nur das drin lasse was ich auf meiner kiste brauch, null probs. abr egal, fliegt raus!
Zum Wochenende mache ich einen Finalen Test mit Doku, so zum "Schwänzevergleichen" wer hat den schnellsten... Wink
Code:
booting the kernel...
ROFL!! ok, fein fein!
denn mal bis montag!
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Audio Pro Linux

Re: [HowTo] Audio Special: Realtime Kernel unter SuSE (u.a.)

Beitrag von Audio Pro Linux » 8. Jun 2005, 13:50

Gimpel hat geschrieben:
# und noch den realtime-lsm patch, um als user mit realtime prio arbeiten zu können (aus -mm broken-out)
.6.11-mm4/broken-out/rt-lsm.patch
Leider geht aus dem ansonsten vorbildlich geschriebenen Tutorial nicht hervor wie man den Realtime LSM im Kernel aktiviert und dann als User zB mittels "qjackctl" jackd erfolgreich starte.

Gehe ich nach anleitung sagt jackd:
JACK: unable to mlock() port buffers: Cannot allocate memory

Was nichts anderes bedeutet das realtime-lsm nicht aktiviert ist.

Jetzt haben wir den schnellsten kernel aber kein User kann ihn benutzen....

Ich habe allerdings eine Vermutung nach studieren das Quelltextes von rt-lsm: es wird etwas im Bereich "Security options" angelegt -> dort gibt es eine Option "Realtime Capabilities".
Ich vermute schwer das wenn man die anschaltet könnte es das gewesen sein, möglicherweise vielleicht.

Aber dann muss man noch realtime-lsm vielleicht irgendwie laden nach installation des kernels bevor man es benutzt mit einem geheimen Befehl damit ein User jackd starten darf. Weiss ich aber nicht.

Gruss
APL

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Beitrag von Gimpel » 8. Jun 2005, 15:32

fixed ;)
Bild on AMD Athlon64 X2 5600+|64bit|6GB DDR2 800MHz|nVidia GF 8500GT|2.6.29-rc1-moo1|BTRFS|KDE-4.2 SVN trunk + Compiz++|M-Audio Audiophile 2496
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Beitrag von Audio Pro Linux » 8. Jun 2005, 23:55

Gimpel hat geschrieben:fixed ;)
Na dann war ich ja schon auf der richtigen Spur: hab grad den Kernel so installiert und versuche jetzt realtime zu aktivieren.

Also versuch ich die gid von der gruppe audio rauszukriegen:

Code: Alles auswählen

id
uid=1000(metasymbol) gid=100(users) Gruppen=16(dialout),17(audio),33(video),100(users)
dann wahrscheinlich:

Code: Alles auswählen

su
(passwort)
und dann

Code: Alles auswählen

metalab:/home/metasymbol # modprobe realtime gid=17
FATAL: Module realtime not found.
:shock: :shock: :shock: :shock: :shock: :shock: :shock: :shock:

Ich mach immer alles falsch...

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Beitrag von admine » 16. Jun 2005, 15:49

ja ja ... ich weiß
HoTow's "zerschreibt" man nicht.
Aber das will ich los werden ;)

@gimpel
Klasse HoTow ... funzt wunderbar :)
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Audio Pro Linux

Beitrag von Audio Pro Linux » 15. Aug 2005, 01:44

aus irgendeinen seltsamen Grund passiert folgendes:

Code: Alles auswählen

jade:/home/jade # modprobe commoncap
jade:/home/jade # modprobe realtime gid=17
FATAL: Error inserting realtime (/lib/modules/2.6.11.12-jad2-default/kernel/security/realtime.ko): Invalid argument
Ja - die Realtime Capabilities habe ich als [M] Modul eingebaut beim Kernel. Reatime ist auch aktiv...

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Beitrag von Gimpel » 15. Aug 2005, 14:34

beim 2.6.11.11er?

hmmm... wie gesagt, realtime-lsm wird nichtmehr supportet :(
dann musste wohl bei 2.6.11.7 bleiben, da gings ja wunderbar

den fehler hatte ich eigentlich erst mit 2.6.13-rcX
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