{"id":116505,"date":"2024-06-12T18:05:44","date_gmt":"2024-06-12T16:05:44","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/novosti-interneta\/v-yadre-linux-poyavitsya-vozmozhnost-ispolzovaniya-ebpf-dlya-sozdaniya-planirovshhikov-zadach"},"modified":"2024-06-12T18:05:44","modified_gmt":"2024-06-12T16:05:44","slug":"v-yadre-linux-poyavitsya-vozmozhnost-ispolzovaniya-ebpf-dlya-sozdaniya-planirovshhikov-zadach","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/novosti-interneta\/v-yadre-linux-poyavitsya-vozmozhnost-ispolzovaniya-ebpf-dlya-sozdaniya-planirovshhikov-zadach","title":{"rendered":"Im Linux-Kernel wird die M\u00f6glichkeit zur Nutzung von eBPF f\u00fcr die Erstellung von Task-Schedulern eingef\u00fchrt.","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"
Linus Torvalds hat seine Bereitschaft signalisiert, in den Kernel 6.11 von Linux, dessen Ver\u00f6ffentlichung Ende September erwartet wird, Patches zur Implementierung des Mechanismus \u201esched_ext\u201c (SCX) aufzunehmen. Dieser erm\u00f6glicht die Nutzung von eBPF zur Erstellung von CPU-Schedulern, die nahezu alle Aspekte der Planung von Aufgaben und der Verteilung von CPU-Ressourcen abdecken. Solche Scheduler k\u00f6nnen dynamisch geladen und innerhalb des Linux-Kernels in einer eBPF-virtuellen Maschine ausgef\u00fchrt werden, in der der Bytecode dank JIT-Kompilierung in Maschinenbefehle \u00fcbersetzt wird und mit der Leistung von kompiliertem Code ausgef\u00fchrt wird.<\/p>\n
Die vorgeschlagenen Patches implementieren eine neue Klasse der Planung SCHED_EXT, f\u00fcr die die Kernpriorit\u00e4t zwischen den Klassen SCHED_IDLE und SCHED_NORMAL festgelegt ist. Dadurch kann in BPF-Handlern, die an SCHED_EXT gebunden sind, nicht auf Aufgaben Einfluss genommen werden, die bereits dem Standard-Scheduler (SCHED_NORMAL) zugewiesen sind. Es erm\u00f6glicht jedoch das Anheften einzelner Aufgaben an SCHED_EXT oder das Verschieben aller Prozesse, deren Priorit\u00e4t unter der f\u00fcr die Echtzeitausf\u00fchrung liegt, zur Verarbeitung mittels SCHED_EXT. Falls keine BPF-Handler an SCHED_EXT gebunden sind, werden alle Prozesse, die in die Klasse SCHED_EXT verschoben werden, durch den SCHED_NORMAL-Scheduler verarbeitet. Die Arbeit der BPF-Handler besteht darin, die Warteschlangen der Aufgaben zu analysieren, die auf die Ausf\u00fchrung auf der CPU warten (eine globale Warteschlange und eine Warteschlange pro CPU-Kern), und eine Aufgabe auszuw\u00e4hlen, der die CPU-Ressourcen bei der Freigabe des n\u00e4chsten CPU-Kerns zugewiesen werden sollen.<\/p>\n
Der Mechanismus sched_ext vereinfacht die Erstellung spezifischer Scheduler f\u00fcr bestimmte Aufgaben, erm\u00f6glicht es, mit verschiedenen Techniken und Strategien der Planung zu experimentieren und prototypische L\u00f6sungen schnell zu erstellen sowie Scheduler zur Laufzeit in produktiven Infrastrukturen auszutauschen. So kann beispielsweise mit sched_ext ein Scheduler erstellt werden, der die Besonderheiten einer bestimmten Anwendung ber\u00fccksichtigt und die Planung seiner Ausf\u00fchrung dynamisch \u00e4ndertes, abh\u00e4ngig vom Systemzustand und anderen Faktoren. <\/p>\n
Derzeit werden bereits etwa ein Dutzend Scheduler auf Basis von sched_ext entwickelt, deren Logik der Aufgabenplanung im Benutzerraum definiert wird und in Form von BPF-Programmen in den Kernel geladen wird:<\/p>\n
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scx_layered \u2014 ein hybrider Task-Scheduler, der Aufgaben in Schichten aufteilt, f\u00fcr die jeweils eine eigene Planungsstrategie angewendet wird. Zum Beispiel erm\u00f6glicht es scx_layered, bestimmte Aufgaben in eine separate Schicht zu verschieben, f\u00fcr die garantierte CPU-Ressourcen bereitgestellt werden, oder die Priorit\u00e4t einzelner Anwendungen zu erh\u00f6hen. Der Scheduler wird von der Firma Meta entwickelt. Die im Benutzerspeicher arbeitende Logik zur Generierung von BPF ist in Rust geschrieben.\n
scx_rustland \u2014 ein Scheduler, der optimiert wurde, um die Priorit\u00e4t interaktiver Aufgaben im Vergleich zu CPU-intensiven Aufgaben zu erh\u00f6hen. Zum Beispiel erm\u00f6glichte der scx_rustland-Scheduler in einem Test, bei dem das Spiel Terraria gleichzeitig mit dem Kompilieren des Kernels gestartet wurde, eine h\u00f6here FPS im Spiel als bei der Verwendung des Standard-Schedulers EEVDF. Das Projekt wird von einem Mitarbeiter der Firma Canonical entwickelt. Die im Benutzerspeicher arbeitende Logik zur Generierung von BPF ist in Rust geschrieben.\n
scx_lavd \u2014 eine Implementierung des Scheduling-Algorithmus LAVD (Latency-criticality Aware Virtual Deadline), die die Bedeutung der Reduzierung von Verz\u00f6gerungen f\u00fcr bestimmte Aufgaben ber\u00fccksichtigt und Informationen \u00fcber den Fortschritt von Prozessen bei der Entscheidungsfindung \u00fcber die Verteilung von CPU-Ressourcen nutzt. Der Scheduler wird von den Firmen Igalia und Valve entwickelt, um Verz\u00f6gerungen in Computerspielen und interaktiven Aufgaben zu reduzieren. Die im Benutzerspeicher arbeitende Logik zur Generierung von BPF ist in Rust geschrieben.\n
scx_rusty, scx_rlfifo, scx_mitosis \u2014 Beispiele f\u00fcr Scheduler mit Komponenten im Benutzerspeicher in Rust, die eine Balance zwischen Gruppen von Aufgaben je nach Last, einen einfachsten FIFO-Scheduler und einen Scheduler zur Bindung von Gruppen von Aufgaben an CPU-Kerne implementieren.\n
scx_central, scx_flatcg, scx_nest, scx_pair, scx_qmap, scx_simple, scx_userland \u2014 Beispiele f\u00fcr Scheduler mit Komponenten im Benutzerspeicher in C, die verschiedene M\u00f6glichkeiten von sched-ext veranschaulichen.\n<\/ul>\n
Urspr\u00fcnglich wurde der Mechanismus sched_ext 2022 von den Entwicklern des Kernels zur \u00dcberpr\u00fcfung vorgeschlagen, woraufhin sechs Patchversionen ver\u00f6ffentlicht wurden. Trotz der fehlenden Unterst\u00fctzung im Hauptkern k\u00f6nnen die Distributionen Ubuntu, Arch Linux, Fedora und NixOS sched_ext \u00fcber zus\u00e4tzliche Pakete installieren. Canonical pr\u00fcft die M\u00f6glichkeit, die Komponenten von sched-ext in Ubuntu 24.10 aufzunehmen, w\u00e4hrend Valve an der Integration von sched_ext in Steam Deck arbeitet. Bei Meta wird der scheduler basierend auf sched_ext bereits in der Betriebsinfrastruktur verwendet. <\/p>\n
Google experimentiert mit dem eigenen Framework ghOSt, das es erm\u00f6glicht, Entscheidungen des Task-Schedulers mithilfe von BPF-Programmen zu beeinflussen. Derzeit wird an der Portierung von ghOSt auf sched_ext gearbeitet. Google entwickelt au\u00dferdem einen Port von sched_ext f\u00fcr ChromeOS mit der Absicht, ihn zur Nutzung des hybriden Schedulers scx_layered einzusetzen, um Latenzen ohne die Verwendung von Erweiterungen f\u00fcr Echtzeitbetrieb zu reduzieren. Oculus arbeitet an einem Port von sched_ext f\u00fcr Android. \n Quelle: opennet.ru<\/a> <\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"