Informations

Site web officiel : http://kernel.org/.
Doc concernant la liste de développement du noyau : http://kernel.org/pub/linux/docs/lkml/.
Les arbres de développement du noyau (GIT) : http://git.kernel.org/.

Présentation

Le noyau, ou Kernel, en anglais, est la couche la plus basse du système Unix / Linux prenant en compte la gestion des périphériques à leurs plus bas niveaux. Il contient donc plusieurs pilotes (génériques ou spécialisés) pour l'aider à amorcer votre système.
Pour schématiser, le noyau va être le lien entre votre disque dur, votre clavier, votre écran, ... ... C'est la première couche logicielle permanente qui va être lancée au démarrage de l'ordinateur. (BIOS >> Loader >> Noyau)

Le noyau Linux est naturellement performant en terme de gestion multi-tâche : chaque opération est découpée en une multitude de "processus légers", qu'un ordonnanceur (dans le noyau) organise en fonction de la priorité attribuée à l'opération. Ainsi, vous pouvez utiliser un grand nombre d'applications simultanément, celles-ci garderont un fonctionnement "fluide".


➡️ OK, mais pourquoi on me parle de ça sur un site dédié à la MAO ?

Explications

En matière de MAO, il peut être intéressant de prioriser davantage les processus audio pour diminuer la latence (temps de traitement). En fait cela dépendra surtout de vos besoins, la latence peut ne pas avoir d'importance pour vous (par exemple si vous éditez des partitions), ou au contraire être un élément déterminant (si vous voulez enregistrer 27 pistes en même temps).

Dans cette optique, on peut classer en 3 grands types les noyaux Linux disponibles :

• Standard : le noyau livré sur la plupart des distributions généralistes.
• Low Latency ("basse latence") : livré sur certaines distributions spécialisées MAO, il offre un certain nombre d'améliorations permettant de réduire de façon significative la latence, tout en restant utilisable dans un cadre bureautique classique. De plus, il contient en général les patchs permettant le même support matériel qu'un noyau standard. Ce choix conviendra dans la plupart des cas, d'autant qu'il est en général installable très facilement via le gestionnaire de paquets de la plupart des distributions.
• Real-Time ("temps réel") (RT): noyau modifié en profondeur (par un patch développé par les développeurs du patch RT) pour permettre un fonctionnement du type système temps réel. C'est celui qui vous permettra d'obtenir les meilleurs résultats en terme de latence, mais au prix d'une incompatibilité avec pas mal de patchs / modules du noyau (donc moins de support matériel). De plus, ce noyau peut poser des problèmes avec des applications boguées ou peu stables (difficile de reprendre la main sur une application plantée qui dispose d'une priorité maximale ! Ceci dit, nous pourrons allez voir du côté de das_watchdog pour éviter ce genre de comportement du système.).

Note : tordons ici le cou à la rumeur, il n'est pas nécessaire d'utiliser un Noyau Temps-Réel pour faire de la MAO. Si vous démarrez, commencez déjà par vous faire la main sur les noyaux fournis par votre distribution. D'autant plus que l'installation d'un noyau RT sur votre système demande de savoir précisément ce que l'on fait.




Bon, cette histoire des 3 grands types, c'est un résumé pour dégrossir un peu. Regardons ça de plus près.

Dans la configuration d'un noyau, on doit sélectionner un de ces choix :

• ( ) No Forced Preemption (Server)
• (X) Voluntary Kernel Preemption (Desktop)
• ( ) Preemptible Kernel (Low-Latency Desktop)

Ce sont les 3 réglages de base du noyau Vanilla. À ceci peut venir s'ajouter :

• le patch RT (la branche RT du kernel d'Ingo, voir son GIT)
• le BFS,
• le fameux patch de 200 lignes qui n'accélèrent pas la machine, mais qui ré-ordonne intelligemment les thread/process de manière à obtenir un système plus fluide à l'utilisation.
• les trucs offerts par rtlimits, RtKit qui permette de régler des trucs en simple utilisateur (ie : pas besoin d'être en super utilisateur)

Quelques différences et informations entre ces noyaux :

• le patch RT (et donc le noyau du même nom) propose d'autres types d'améliorations que la latence. Une des plus utile pour nous est la suivante : il offre la possibilité de contrôler la priorité des IRQ grâce à l'utilitaire rtirq. Cette fonctionnalité n'est pas offerte par le noyau preempt. (Plusse d'info à ce propos : http://subversion.ffado.org/wiki/IrqPriorities)
• le noyau preempt est un noyau avec quelques paramètres qui sont modifiés pour améliorer la performance en temps réel.
• Lu sur le wiki de Mandriva : ''Temps Réel : le terme plus exact serait peut être "Temps Déterminé". Un système permettant de soumettre des tâches à des notions de temps précises et choisies. Le temps nécessaire pour obtenir les résultats d' opérations effectuées par les tâches choisies, est déterminé d'avance, ce temps est donc prédictible et peut être garanti

Le noyau RT vient "nu" : il s' agit du kernel vanilla avec un seul patch, le -rt''


Rappel : l'installation de tout nouveau noyau nécessitera la mise à jour de votre gestionnaire de démarrage (Grub ou Lilo), puis un redémarrage de l'ordinateur.



➡️ Mais, comment savoir sous quel noyau on tourne ?

Comment savoir

Vous pouvez regarder la description de votre noyau dans votre gestionnaire de paquet ou bien alors utiliser les commandes suivantes dans un terminal :

Ici on voit bien la version du kernel avec la mention PREEMPT

Ou également (semble ne plus être d'actualité au 05 décembre 2010) :

Le chiffre "1" confirme que le mode pré-emptif est actif (un 0 l'aurait infirmé)

Aller plus loin

Si les latences faibles vous intéresse, vous pouvez aller voir la page dédiée au noyau RT.