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Kernel 5.3.16 mit HDMI-Audio Problemen

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Na klingeln Euch auch noch die Ohren? Mir tun die jetzt noch weh! Wer eine NVIDIA Grafikkarte und einen aktuellen 5.3.16 Kernel einsetzt, der sollte jetzt kein HDMI benutzen.

Kernel Regression durch Patch für eine andere Regression

Es ist immer blöd, wenn der Fehlerfix mehr Probleme macht, als er behebt. So geschehen im neuen 5.3.16 Kernel, wenn man eine NVIDIA Karte hat. Wie Takashi Iwai von Suse dazu schreibt:

The commit e38e486d66e2 („ALSA: hda: Modify stream stripe mask only when needed“) tried to address the regression by the unconditional application of the stripe mask, but this caused yet another
regression for the previously working devices. Namely, the patch clears the azx_dev->stripe flag at snd_hdac_stream_clear(), but this may be called multiple times before restarting the stream, so this
ended up with clearance of the flag for the whole time.

Hat da wohl jemand eine Kleinigkeit nicht bedacht aka die falsche Stelle gepatched 😉 Als Resultat fallen einem fast die Ohren ab, weil die Lautstärke des HDMI Streams so derbe übersteuert klingt, daß selbst 2% Lautstärke nur als Lärm bezeichnet werden können. Ich vermute das hier die Audiodaten im falschen Format angeliefert werden, wo alles was leise wäre, extrem laut ist z.b. LE statt BE Sortierung der Bits.

Die Lösung

Natürlich gibt es eine einfach Lösung für das Problem: 5.3.15 booten oder bis zum nächsten Kernelupdate kein HDMI benutzen 😉

Update:

Laut Laura Abbot von Red Hat wird der Fehler nicht mehr in der 5.3er Serie behoben, was ich bislang bestätigen kann, denn der 5.3.18 hat die gleiche Macke. Es soll stattdessen gleich der 5.4.0 Kernel gebaut werden. Frau Abbot bemüht sich darum, daß der Patch bereits in 5.4.0 einfliesst.

Der Soundbug ist auch unabhängig von den Treibern, aber das habe ich nicht anders erwartet.

Update: wurde in 5.4.5 gefixt.

LAHA jetzt auch auf Raspberry PI

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Jetzt ist es also passiert, die LAHA Multiroom HomeAudio-Lösung läuft auf der Zielplattform Raspberry PI.

Was war jetzt LAHA nochmal?

Kurzform: Damit kann man Audio an mehrere Endgeräte streamen … verteilen, so daß es überall im Gleichklang erschallt. Hervorgegangen ist das aus einer einseitigen Wette mit den Heise Redakteuren, das man das auch ohne Bäng & Teufelschen Co. mit OpenSource hinbekommt : LAHA – Netzwerklautsprecher mit Linux . Wie sich herausgestellt hat, geht das auch, nur leider nicht ganz so wie anfangs geplant. Das es trotzdem geht, bedeutet natürlich einige Einschränkungen oder Umstellungen.

PulseAudio

Wenn man PulseAudio mit einem römischen Gott vergleichen wollte, wäre es Janus, der Gott mit den zwei Gesichtern. Auf der einen Seite ist PulseAudio echt super einfach, z.b. beim Abnehmen des Sounds vom Player und dem ins Netz stellen, auf der anderen Seite könnte ich dem Entwickler auch gern mal eins reinwürgen, weil die interne Latenzkontrolle Ihren Job nicht macht. Da letzteres nicht sauber klappt, könnte man auf AlsaPlay ( aplay ) ausweichen, aber das benutzt, sobald PulseAudio da ist, richtig geraten, PulseAudio als Backend, womit die Latenzfalle wieder da ist … ächtzzzz. Man hats nicht leicht mit der OpenSource-Plattform 🙂 Es nutzt ja auch nichts, daß es Open-Source ist, wenn bei so komplexen Dingen wie PulseAudio Modulen/Programmen zwar der Source lesbar ist, aber auf 1000 Zeilen Code genau 2 Kommentare kommen und dazu grober C UnFoo getrieben wird.

Das Raspberry PI

Nachdem Android und der lokale PAPLAY Backend soweit waren, daß man darüber was abspielen konnte, ohne das es gleich sofort zusammenbrach, war gestern das Raspberry PI dran. Eine genervte Viertelstunde brauchte es schon um das RasPI Image auf die 64GB SD zu bekommen, dazu morgen mehr, aber am Ende war das Pi dann doch kooperativ, bis .. ja bis PulseAudio installiert wurde 🙁 Das lief zwar auf dem PI und mit den nötigen Zusatzprogrammen war das auch nett, aber, und das ist entscheidend, die PI Devs haben der PulseAudio-Welt den Hardwarehack vorenthalten, mit dem Sie den Sound auf den Kopfhöreranschluß umlegen. Ums kurz zu machen, solange PulseAudio installiert und aktiv ist, geht das nicht über die Kopfhörerbuchse, sondern immer über HDMI raus, egal was die Oberfläche sagt.

Da gab es natürlich nur eine Lösung: Back to the Roots aka. PulseAudio wieder löschen, rebooten und Alsa als Backend benutzen. Wenn man dann dem PI erzählt, daß es den Kopfhörer nehmen soll, dann geht das auch.

Der Stand der Dinge

Wir haben jetzt also PI Playback und das auch synchron mit dem Desktop PC und Android. Android ist auch so eine Krankheit für sich, aber das nur neben bei. Es gibt schon Beweisvideos, allerdings war es bislang für Filmaufnahmen zu dunkel, Ihr müßt Euch nicht mehr gedulden, unten ist ein Video mit 4 Geräten zusehen. Damit Ihr Euch schon mal ein Bild davon machen könnt, wie das funktioniert, hier selbiges aus der LAHA Präsentationsfolie :

Der Aufbau von LAHA als Flußdiagramm

So war das bis gestern angedacht, nun muß der RasPi Teil aber auf ALSA als Backend umgebaut werden, weil PulseAudio ja nicht kann 😀

LAHA und die Latenzfalle

Kleines Update zu LAHA, dem Multiroom Sound und PulseAudio.

Stand der Dinge

Wie man es drehen und wenden will, die fertigen Tools zum Abspielen von PCM Sound haben alle irgendeine Macke.

PAPLAY benutzt PulseAudio. Das ist praktisch ein Todesurteil für eine stabile Latenz.
APLAY   benutzt Alsa, das defaultmäßig … PulseAudio benutzt. Siehe erstens 🙂
*JACK*  nun Jack möchte gern alleine tätig sein, ohne Konkurrenz. Fällt auch aus.

Da APLAY und PAPLAY per Default einen PA Stream zum Abspielen benutzen, haben beide in der Form das gleiche Problem: Die Audiolatenz des Playstreams steigt mit der Zeit an. d.b. alle anderen Geräte müßten mitwandern. Blöd nur, das Androids gar keine Latenzwanderung haben und selbst wenn Sie es hätten, wäre das eine blödsinnige Lösung. Jetzt fragt Ihr Euch natürlich: was labbert der da? Da muß man jetzt weiiiiiit ausholen.

Also, wenn man mit PAPLAY Sound ausgibt, geht PAPLAY zum PAServer und sagt dem, das DER eine Latenz wählen soll. Das macht der dann auch, nachdem die ersten Daten geflossen sind und die pegelt sich mit 16Bit Stereo und 48000″hz“ bei rund 1,9s ein. Richtig gelesen 1,9 Sekunden. Nach 40 Minuten sind wir bei knappen 5 Sekunden, wenns dumm läuft. Wenns gut läuft bei 2,4s . Das entscheidet PA selbst, ich nehme an, nach internen Fehlberechnungen aller gestarteten, gestoppten, bewegten etc. Streams die auf dem System drauf sind. Ich hab es noch nicht im Source gefunden. Es ist eigentlich das Ziel eines Audioservers die Latenz niedrig zu halten, aus irgendeinem Grund, ist dem PA-Latenzalgorithmus das egal.

Wenn man jetzt denkt, daß der Befehl ja eine OPTION für die gewünschte Latenz hat und sich schon freut, daß die dann ja als Ziel eingehalten wird .. ähm ja, also wie soll ich das Schreiben ohne verklagt zu werden??? Lieber nicht, hier ein Beispiel: 500ms angegeben, Latenz beginnt bei 320ms und wandert pö-â-pö so Richtung 500ms, durchbricht den Median, und verschwindet alsbald jenseits von Gut und Böse im Sekundenbereich.

Wenn man auf die glorreiche Idee kommt, da das anzugeben, was der Algo vorher selbst ausgerechnet hat, dann bekommt man nicht 1,9s , nö, mehr so 1s+- und dann kommt das gleiche Spiel wie vorher bei 500ms.
Ja, man könnte jetzt die PAPLAY-Routine kapern, den anderen Geräten die Latenzen mitteilen und denen somit zu einem Sync verhelfen. ABER.. die Latenz wird ja immer größer, was bedeutet, daß bei jedem neuen Sync mehr Zeit vergeht, bis man was hört. Also auch mal 5 Sekunden schwarzes nichts. Das ist hochgradig Inakzeptabel.

Bugreports sind raus, werden nicht helfen, weil (C) endet 2006 . Sieht nicht so aus, als wenn da wer dran arbeitet.

Kommen wir zu ALSA

APLAY kann ALSA-Devices direkt ansprechen. Warum nutzen wir dann nicht APLAY, statt PAPLAY ? Gesagt, getan. Versuchts mal, viel Glück dabei. Das geht mit etwas Glück genau einmal und auch nur auf einem Device, aus das PA grade nichts ausgibt. Ist auch klar, weil PA ja ALSA als Unterbau hat. Wir erinnern uns, daß PAPLAY 1,9s Latenz hatte. APLAY, wenn man ein Device findet, das geht, hat 0ms und das Startdelay ist nicht ganz so funktional, wie sich APLAY das wünscht aka. auch buggy. ABER, 0ms sind cool, weil Android auch 0ms haben kann, ohne dabei drauf zu gehen. Der Lesezugriff für Netzwerkdaten für „16 Bit Stereo 48k“ auf einem Android liegt bei 1ms. d.b. nimmt man ALSA als Player und bekommt das Device frei, hat man eine echt geile Latenz von 1-2ms und das hört man nicht!

Der Resync

Jetzt gibt es allerlei Hürden, die man umschiffen muß. Androids fliegt das eigene Multitasking um die Ohren, da fängt der Ton dann an zu stottern. Vorwarnung : keine. Gegenmaßnahmen: derzeit unbekannt.Das funktioniert auf dem Desktop etwas besser.

Bei 0ms Latenz ist der Resync instant, da könnte man versucht sein, einfach pauschal alle paar Sekunden mal helfend durch einen Socket.close();Socket.connect() einzugreifen. Könnte klappen, muß nicht.Ist aber eine Option, wenn der Wiedergabetask das nicht merkt. Geheimtip: Vorsicht vor doppelten Daten im AudioBuffer. Vergleicht mal, ob Ihr nach dem connect()+read() einen Teil davon schon habt und schmeißt den raus.

LAHA

Unser ControllCenter steuert jetzt bereits beliebig viele Devices, kann Audiostreams von laufenden Apps kapern, z.b. MPV, FireFox etc. , hat diverse Backends zum Abspielen auf dem Desktop, könnte verschiedene Musikplayer als Quelle nutzen und damit auch Last.FM, Spotify etc. realisieren. Er verschiebt Metadaten, findet neue Geräte im Netz, erlaubt Endgeräten mit Screen ihn fernzusteuern und hat bereits erfolgreich ein Handy als Drahtloskopfhörer für Videos laufen gehabt. Dank MPVs negativer Latenz und der frei einstellbaren Endgeräte Latenz, kann man alles perfekt ausrichten 🙂

Wir sind also auf dem richtigen Weg. Ob das allerdings vor Weihnachten 100% zuverlässig läuft, kann ich nicht garantieren. Trotz des ganzen Frustes mit den Bugs der Anderen, hat das Projekt endlich mal wieder Spaß beim Programmieren beschert. Und das ist doch, weswegen man es tut, oder nicht 😀