{"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\/pl\/blog\/news\/v-yadre-linux-poyavitsya-vozmozhnost-ispolzovaniya-ebpf-dlya-sozdaniya-planirovshhikov-zadach","title":{"rendered":"W j\u0105drze Linuksa pojawi si\u0119 mo\u017cliwo\u015b\u0107 wykorzystania eBPF do tworzenia planer\u00f3w zada\u0144","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"
Linus Torvalds wyrazi\u0142 gotowo\u015b\u0107 do przyj\u0119cia do j\u0105dra Linux 6.11, kt\u00f3rego wydanie planowane jest na koniec wrze\u015bnia, poprawek implementuj\u0105cych mechanizm «sched_ext» (SCX), kt\u00f3ry umo\u017cliwia wykorzystanie eBPF do tworzenia planist\u00f3w CPU, obejmuj\u0105cych praktycznie wszystkie aspekty planowania wykonania zada\u0144 i przydzielania zasob\u00f3w CPU. Takie plany mog\u0105 by\u0107 dynamicznie \u0142adowane i realizowane wewn\u0105trz j\u0105dra Linux w wirtualnej maszynie eBPF, w kt\u00f3rej, dzi\u0119ki zastosowaniu kompilacji JIT, bajtkod jest t\u0142umaczony na instrukcje maszynowe i wykonywany z wydajno\u015bci\u0105 skompilowanego kodu.<\/p>\n
Proponowane poprawki wprowadzaj\u0105 now\u0105 klas\u0119 planowania SCHED_EXT, dla kt\u00f3rej ustalany jest priorytet wywo\u0142a\u0144 przez j\u0105dro mi\u0119dzy klasami SCHED_IDLE i SCHED_NORMAL, co nie pozwala w obs\u0142ugiwaczach BPF zwi\u0105zanych z SCHED_EXT wp\u0142yn\u0105\u0107 na zadania ju\u017c przypisane do standardowego planera zada\u0144 (SCHED_NORMAL), ale umo\u017cliwia przypisanie pojedynczych zada\u0144 do SCHED_EXT lub przeniesienie do jego przetwarzania wszystkich proces\u00f3w o priorytecie ni\u017cszym ni\u017c wykonywanie w czasie rzeczywistym. Je\u015bli do SCHED_EXT nie s\u0105 przypisane obs\u0142ugiwacze BPF, wszystkie procesy przeniesione do klasy SCHED_EXT b\u0119d\u0105 przetwarzane za pomoc\u0105 planera SCHED_NORMAL. Dzia\u0142alno\u015b\u0107 obs\u0142ugiwaczy BPF ogranicza si\u0119 do analizy kolejek zada\u0144 oczekuj\u0105cych na wykonanie na CPU (jedna globalna kolejka i jedna kolejka na rdze\u0144 CPU) oraz wyboru zadania, kt\u00f3remu nale\u017cy przydzieli\u0107 zasoby CPU przy zwolnieniu kolejnego rdzenia CPU.<\/p>\n
Mechanizm sched_ext u\u0142atwia tworzenie specyficznych dla okre\u015blonych zada\u0144 plan\u00f3w, umo\u017cliwia eksperymentowanie z r\u00f3\u017cnymi technikami i strategiami planowania oraz pozwala szybko tworzy\u0107 dzia\u0142aj\u0105ce prototypy i zmienia\u0107 plany w locie w istniej\u0105cych infrastrukturach. Na przyk\u0142ad, za pomoc\u0105 sched_ext mo\u017cna stworzy\u0107 plan, kt\u00f3ry bierze pod uwag\u0119 specyfik\u0119 okre\u015blonej aplikacji i dynamicznie zmienia strategi\u0119 planowania jej wykonania w zale\u017cno\u015bci od stanu systemu i dodatkowych czynnik\u00f3w. <\/p>\n
Obecnie rozwija si\u0119 ju\u017c oko\u0142o dziesi\u0119ciu scheduler\u00f3w opartych na sched_ext, w kt\u00f3rych logika planowania zada\u0144 jest okre\u015blana w przestrzeni u\u017cytkownika i \u0142adowana do j\u0105dra w formie program\u00f3w BPF:<\/p>\n
\n
scx_layered — hybrydowy planista zada\u0144, dziel\u0105cy zadania na warstwy, dla ka\u017cdego z nich stosuj\u0105c odpowiedni\u0105 strategi\u0119 planowania. Na przyk\u0142ad scx_layered umo\u017cliwia wyodr\u0119bnienie niekt\u00f3rych zada\u0144 do osobnej warstwy, dla kt\u00f3rych zapewnione zostan\u0105 okre\u015blone zagwarantowane zasoby CPU, lub zwi\u0119kszenie priorytetu poszczeg\u00f3lnych aplikacji. Planista rozwijany jest przez firm\u0119 Meta. Logika generacji BPF dzia\u0142aj\u0105ca w przestrzeni u\u017cytkownika napisana jest w j\u0119zyku Rust.\n
scx_rustland — planista, kt\u00f3ry optymalizuje podnoszenie priorytetu interaktywnych zada\u0144 w obliczu zada\u0144 intensywnie obci\u0105\u017caj\u0105cych CPU. Na przyk\u0142ad w te\u015bcie uruchamiaj\u0105cym gr\u0119 Terraria r\u00f3wnocze\u015bnie z budowaniem j\u0105dra, planista scx_rustland pozwoli\u0142 uzyska\u0107 w grze wy\u017cszy FPS ni\u017c przy u\u017cyciu standardowego planisty EEVDF. Projekt rozwijany jest przez pracownika firmy Canonical. Logika generacji BPF dzia\u0142aj\u0105ca w przestrzeni u\u017cytkownika napisana jest w j\u0119zyku Rust.\n
scx_lavd — realizacja algorytmu planowania zada\u0144 LAVD (Latency-criticality Aware Virtual Deadline), uwzgl\u0119dniaj\u0105cego aktualno\u015b\u0107 obni\u017cania op\u00f3\u017anie\u0144 dla konkretnych zada\u0144 i wykorzystuj\u0105cego informacje o przebiegu proces\u00f3w przy podejmowaniu decyzji o przydzielaniu zasob\u00f3w CPU. Planista rozwijany jest przez firmy Igalia i Valve w celu redukcji op\u00f3\u017anie\u0144 w grach komputerowych i zadaniach interaktywnych. Logika generacji BPF dzia\u0142aj\u0105ca w przestrzeni u\u017cytkownika napisana jest w j\u0119zyku Rust.\n
scx_rusty, scx_rlfifo, scx_mitosis — przyk\u0142ady planist\u00f3w z komponentami w przestrzeni u\u017cytkownika w j\u0119zyku Rust, realizuj\u0105ce balansowanie mi\u0119dzy grupami zada\u0144 w zale\u017cno\u015bci od obci\u0105\u017cenia, najprostszy planista FIFO oraz planista do przypisywania grup zada\u0144 do rdzeni CPU.\n
scx_central, scx_flatcg, scx_nest, scx_pair, scx_qmap, scx_simple, scx_userland \u2014 przyk\u0142ady planer\u00f3w z komponentami w przestrzeni u\u017cytkownika w j\u0119zyku C, ilustruj\u0105ce r\u00f3\u017cne mo\u017cliwo\u015bci sched-ext.\n<\/ul>\n
Pocz\u0105tkowo mechanizm sched_ext zosta\u0142 zaproponowany do rozwa\u017cenia przez programist\u00f3w j\u0105dra w 2022 roku, po czym opublikowano sze\u015b\u0107 edycji \u0142aty. Pomimo braku wsparcia w g\u0142\u00f3wnym sk\u0142adzie j\u0105dra, dla dystrybucji Ubuntu, Arch Linux, Fedora i NixOS udost\u0119pniono mo\u017cliwo\u015b\u0107 zainstalowania sched_ext przez dodatkowe pakiety. Firma Canonical rozwa\u017ca mo\u017cliwo\u015b\u0107 w\u0142\u0105czenia komponent\u00f3w sched-ext do Ubuntu 24.10, a firma Valve pracuje nad integracj\u0105 sched_ext w Steam Deck. W firmie Meta planista oparty na sched_ext jest ju\u017c stosowany w infrastrukturze roboczej. <\/p>\n
Firma Google eksperymentuje z u\u017cyciem w\u0142asnego frameworka ghOSt, kt\u00f3ry pozwala wp\u0142ywa\u0107 na decyzje planisty zada\u0144 za pomoc\u0105 program\u00f3w BPF. Obecnie rozpocz\u0119to prace nad portowaniem ghOSt na sched_ext. Google rozwija r\u00f3wnie\u017c port sched_ext dla ChromeOS z zamiarem wykorzystania go do uruchomienia hybrydowego planisty scx_layered, aby zredukowa\u0107 op\u00f3\u017anienia bez u\u017cywania rozszerze\u0144 do pracy w czasie rzeczywistym. Firma Oculus rozwija port sched_ext dla Androida. \n \u0179r\u00f3d\u0142o: opennet.ru<\/a> <\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"