{"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\/news\/v-yadre-linux-poyavitsya-vozmozhnost-ispolzovaniya-ebpf-dlya-sozdaniya-planirovshhikov-zadach","title":{"rendered":"Im Linux-Kernel wird die M\u00f6glichkeit eingef\u00fchrt, eBPF zur Erstellung von Task-Scheduler zu verwenden.","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"
Linus Torvalds hat seine Bereitschaft expressed, die Patches mit der Implementierung des Mechanismus «sched_ext» (SCX) in den Kernel Linux 6.11 aufzunehmen, dessen Ver\u00f6ffentlichung f\u00fcr Ende September erwartet wird. Dieser Mechanismus erm\u00f6glicht die Nutzung von eBPF zur Erstellung von CPU-Scheduler, die nahezu alle Aspekte der Aufgabenausf\u00fchrung und der Verteilung von CPU-Ressourcen abdecken. Solche Scheduler k\u00f6nnen dynamisch geladen und innerhalb des Linux-Kernels in einer eBPF-VM ausgef\u00fchrt werden, in der der Bytecode dank der Anwendung von JIT-Kompilierung in Maschinenanweisungen \u00fcbersetzt und mit der Leistung von kompilierter Software ausgef\u00fchrt wird.<\/p>\n
Die vorgeschlagenen Patches implementieren eine neue Scheduling-Klasse SCHED_EXT, f\u00fcr die eine Priorit\u00e4t des Kernelaufrufs zwischen den Klassen SCHED_IDLE und SCHED_NORMAL festgelegt wird. Dies verhindert, dass BPF-Handler, die an SCHED_EXT gebunden sind, die bereits an den Standard-Task-Scheduler (SCHED_NORMAL) angeh\u00e4ngten Aufgaben beeinflussen, erm\u00f6glicht jedoch das Anheften von einzelnen Aufgaben an SCHED_EXT oder das Verschieben aller Prozesse zur Verarbeitung, die eine niedrigere Priorit\u00e4t als die Echtzeitausf\u00fchrung haben. Wenn an SCHED_EXT keine BPF-Handler gebunden sind, werden alle Prozesse, die in die Klasse SCHED_EXT verschoben werden, mit dem Scheduler SCHED_NORMAL verarbeitet. Die Arbeit der BPF-Handler besteht darin, die Warteschlangen von Aufgaben zu analysieren, die auf die Ausf\u00fchrung auf der CPU warten (eine globale Warteschlange und eine Warteschlange pro CPU-Kern), und die Aufgabe auszuw\u00e4hlen, die bei der Freigabe des n\u00e4chsten CPU-Kerns Ressourcen erhalten soll.<\/p>\n
Der Mechanismus sched_ext vereinfacht die Erstellung von f\u00fcr bestimmte Aufgaben spezifischen Schedulern, erm\u00f6glicht das Experimentieren mit verschiedenen Techniken und Strategien der Planung und erlaubt ein schnelles Erstellen von Prototypen sowie das sofortige Ersetzen von Schedulern in Produktionsinfrastrukturen. Beispielsweise kann mit sched_ext ein Scheduler entwickelt werden, der die Besonderheiten einer bestimmten Anwendung ber\u00fccksichtigt und die Planungstrategie dynamisch \u00e4ndert, basierend auf dem Zustand des Systems und anderen Einflussfaktoren. <\/p>\n
Derzeit entwickeln sich bereits etwa ein Dutzend Planer auf Basis von sched_ext, deren Logik zur Aufgabenplanung im Benutzerraum definiert und in Form von BPF-Programmen in den Kernel geladen wird:<\/p>\n
\n
scx_layered — ein hybrider Task-Scheduler, der Aufgaben in Schichten unterteilt, f\u00fcr die jeweils eine eigene Scheduling-Strategie zur Anwendung kommt. Beispielsweise erm\u00f6glicht scx_layered, bestimmte Aufgaben in eine separate Schicht zu legen, f\u00fcr die garantierte CPU-Ressourcen bereitgestellt werden, oder die Priorit\u00e4t einzelner Anwendungen zu erh\u00f6hen. Der Scheduler wird von Meta entwickelt. Die im User-Space arbeitende Logik zur Erzeugung von BPF ist in Rust geschrieben.\n
scx_rustland — ein Scheduler, der optimiert ist, um die Priorit\u00e4t interaktiver Aufgaben gegen\u00fcber CPU-intensiven Aufgaben zu erh\u00f6hen. Beispielsweise erm\u00f6glichte der Scheduler scx_rustland in einem Test, bei dem das Spiel Terraria gleichzeitig mit dem Kernel-Build gestartet wurde, eine h\u00f6here FPS im Spiel als bei Verwendung des Standard-Schedulers EEVDF. Das Projekt wird von einem Mitarbeiter des Unternehmens Canonical entwickelt. Die im User-Space arbeitende Logik zur Erzeugung von BPF ist in Rust geschrieben.\n
scx_lavd — die Implementierung des Algorithmus f\u00fcr Aufgabenplanung LAVD (Latency-criticality Aware Virtual Deadline), der die Bedeutung der Reduzierung von Latenzen f\u00fcr bestimmte Aufgaben ber\u00fccksichtigt und Informationen \u00fcber den Fortschritt der Prozesse bei Entscheidungen zur Verteilung von CPU-Ressourcen verwendet. Der Scheduler wird von Igalia und Valve entwickelt, um Latenzen in Computerspielen und interaktiven Aufgaben zu reduzieren. Die im User-Space arbeitende Logik zur Erzeugung von BPF ist in Rust geschrieben.\n
scx_rusty, scx_rlfifo, scx_mitosis — Beispiele f\u00fcr Scheduler mit Komponenten im User-Space, die in Rust implementiert sind und die Lastenverteilung zwischen Aufgabengruppen je nach Auslastung, den einfachsten FIFO-Scheduler und einen Scheduler zur Bindung von Aufgabengruppen an CPU-Kerne realisieren.\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 der Programmiersprache C, die verschiedene Funktionen von sched-ext veranschaulichen.\n<\/ul>\n
Urspr\u00fcnglich wurde der Mechanismus sched_ext 2022 von den Entwicklern des Kernels zur Pr\u00fcfung vorgeschlagen, wonach sechs Patchversionen ver\u00f6ffentlicht wurden. Obwohl der Mechanismus im Hauptkernel keine Unterst\u00fctzung findet, haben Benutzer von Ubuntu, Arch Linux, Fedora und NixOS die M\u00f6glichkeit, sched_ext \u00fcber zus\u00e4tzliche Pakete zu installieren. Canonical zieht in Betracht, die Komponenten von sched-ext in die Ubuntu-Version 24.10 aufzunehmen, w\u00e4hrend Valve an der Integration von sched_ext in das Steam Deck arbeitet. Bei Meta wird der auf sched_ext basierende Scheduler bereits in der Arbeitsinfrastruktur eingesetzt. <\/p>\n
Google experimentiert mit der Anwendung des eigenen Frameworks ghOSt, das es erm\u00f6glicht, durch BPF-Programme Einfluss auf die Entscheidungen des Task-Schedulers zu nehmen. Derzeit wird an der Portierung von ghOSt auf sched_ext gearbeitet. Google entwickelt auch einen Port von sched_ext f\u00fcr ChromeOS mit der Absicht, diesen zu verwenden, um den hybriden Scheduler scx_layered zu aktivieren und Verz\u00f6gerungen ohne die Verwendung von Erweiterungen f\u00fcr Echtzeitarbeiten zu reduzieren. Oculus entwickelt einen Port von sched_ext f\u00fcr Android. \n Quelle: opennet.ru<\/a> <\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"