Portál AbcLinuxu, 4. května 2025 09:15
Jaderné noviny – 28.10.2010: Optimalizace návěští skoku goto
Články
-
Jaderné noviny – 28.10.2010: Optimalizace návěští skoku goto
Aktuální verze jádra: 2.6.36. Citáty týdne: Casey Schaufler, Matthew Garrett, Andrew Morton. Spouštění práce v kontextu hardwarového přerušení. Návěští skoku. Začleňovací okno, část první.
Obsah
Aktuální verze jádra: 2.6.36
link
Začleňovací okno 2.6.37 je otevřené, takže není žádná vývojová předverze. Uzavření začleňovacího okna lze očekávat někdy koncem měsíce. Shrnutí změn v tomto začleňovacím okně vizte v článku níže.
Stabilní aktualizace: během uplynulého týdne žádné nevyšly. Aktualizace 2.6.27.55, 2.6.32.25 a 2.6.35.8 se v současnosti revidují a vydání lze očekávat každou chvíli.
Citáty týdne: Casey Schaufler, Matthew Garrett, Andrew Morton
link
Ve skutečnosti potřebujeme jenom sehnat někomu bednu pití dle jeho vlastního výběru a pak ho vypustit na problém. Myslím si, že těch pár zbývajících odpůrců skládání (býval jsem jedním z nich, ale konvertoval jsem již před lety) lze přesvědčit rozumnou implementací. Nebude to jednoduché, je zde spousta problémů, které je potřeba vyřešit, ale každý, kdo to chce mít jednoduché, měl zůstat u vyvíjení webů a držet se od jádra dál.
-- Casey Schaufler
Tato volba povoluje podporu pro Zalgo v jaderných zprávách. Zalgo je zkaženost. Příchod Zalga byl předpovězen. Zalgo nebude... moment.
-- Matthew Garrett
Lidé mají tendence dělat věci rychle a lokálně místo toho, aby vystrčili hlavu ze země a implementovali korektní funkce pro celé jádro. Když vidím, že se něco takového děje, řeknu jim to. Obvykle si všimnu až měsíce poté, co je to začleněné.
-- Andrew Morton
Spouštění práce v kontextu hardwarového přerušení
link
napsal Jonathan Corbet, 26. října 2010
Obecným pravidlem je, že se vývojáři jádra snaží vyhýbat tomu spouštět kód v kontextu hardwarového přerušení; je k dispozici celá škála mechanismů, kterými lze práci vyvolanou přerušením odložit na méně hektickou dobu. Zjevně je ale občas potřeba spustit libovolný kód v kontextu hardwarového přerušení – i v době, kdy žádný hardware přerušení nesignalizuje. Do 2.6.37 tedy bylo přidáno nové API, které umožní spustit kód v tomto kontextu.
Prvním krokem je vyplnit strukturu irq_work:
#include <linux/irq_work.h>
struct irq_work my_work;
init_irq_work(struct irq_work *entry, void (*func)(struct irq_work *func));
Je zde poměrně povědomý pár funkcí, který umožňuje spustit práci danou touto strukturou:
bool irq_work_queue(struct irq_work *entry);
void irq_work_sync(struct irq_work *entry);
Zamýšleným způsobem použití je zjevně kód, který běží z nemaskovatelných přerušení, která potřebují být schopna pracovat se zbytkem systému. Lze předpokládat, že jakékoliv jiné použití této vlastnosti bude pečlivě přezkoumáváno.
Návěští skoku
link
napsal Jonathan Corbet, 27. října 2010
Jádro je plné podmínek, u kterých se nikdy nezmění hodnoty testovaných proměnných. Klasickým příkladem jsou sledovací body, které budou na běžících systémech až na velmi vzácné výjimky vypnuty. Již dlouho je zájem na tom optimalizovat testy prováděné v takových místech; s 2.6.37 a vlastností „návěští skoku“ [jump label] tyto testy úplně zmizí.
Uvažme definici typického sledovacího bodu, který po všem šílenství preprocesoru vypadá nějak takto:
static inline trace_foo(args)
{
if (unlikely(trace_foo_enabled))
goto do_trace;
return;
do_trace:
/* Tady se provádí sledování */
}
Cena za test pro jediný sledovací bod je v podstatě nulová. Počet sledovacích bodů v jádře nicméně roste a každý přidává nový test. Každý test musí načíst hodnotu z paměti, což zvyšuje tlak na cache a poškozuje výkonnost. Vzhledem k tomu, že se tato hodnota téměř nikdy nemění, bylo by hezké najít způsob, jak optimalizovat případ „sledovací bod je zakázán“.
V 2.6.37 lze sledovací bod přepsat novým makrem:
#include <linux/jump_label.h>
#define JUMP_LABEL(key, label) \
if (unlikely(*key)) \
goto label;
Hezká věc je, že JUMP_LABEL() nemusí být implementována takto. Místo toho může (1) poznamenat umístění testu a hodnotu key do speciální tabulky a (2) jednoduše vložit instrukci no-op. To omezuje cenu za test (a sledovací bod) na nulu pro běžný případ „není povoleno“. Ve většině případů nebude sledovací bod nikdy povolen a vynechaný test nikomu nebude chybět.
Záludná část přichází, když někdo chce sledovací bod povolit. Změna jeho stavu nyní vyžaduje zavolat jednu z páru speciálních funkcí:
void enable_jump_label(void *key);
void disable_jump_label(void *key);
Volání enable_jump_label() najde klíč v tabulce návěští skoků a pak nahradí instrukce no-op ekvivalentem „goto label“ v assembleru, čímž je sledovací bod povolen. Zakázání návěští skoku způsobí, že se instrukce no-op vrátí na své místo.
Konečným výsledkem je významné omezení režie vypnutých sledovacích bodů. Tato vlastnost funguje pouze na architekturách, které ji podporují (v současnosti pouze x86) a pouze s relativně novými verzemi GCC; jinak se použije verze s preprocesorem.
Začleňovací okno, část první
link
napsal Jonathan Corbet, 27. října 2010
Jádro 2.6.36 bylo vydáno 20. října a začleňovací okno 2.6.37 začalo krátce poté. V době psaní tohoto článku bylo do tohoto vývojového cyklu začleněno již 6450 změn a s jistotou budou následovat další. Některé z významnějších změn viditelných pro uživatele následují:
Byly začleněny první části patchů pro škálovatelnost inodů, ale v době psaní tohoto článku ještě do hlavní řady nejsou tlačeny hlavní změny zamykání.
Architektura x86 nyní používá oddělené zásobníky pro obsluhu přerušení, když se používají zásobníky o velikosti 8k. Možnost používat zásobník o velikosti 4k byla odstraněna.
Pokračuje proces odstraňování velkého jaderného zámku [big kernel lock, BKL]; centrální části jádra jsou BKL téměř zcela zbaveny. Je k dispozici konfigurační volba, která umožňuje vytvořit jádro bez BKL. Zamykání souborů nicméně stále BKL potřebuje; pracuje se na tom opravit to před koncem začleňovacího okna, ale tato práce ještě není hotova. Pokud bude vyřešeno zamykání souborů, mnoho (nebo většina) uživatelů bude moci používat jádro 2.6.37 bez BKL.
Bylo přidáno „blokové zařízení rados“ [rados block device, RBD]. RBD umožňuje vytvořit zvláštní blokové zařízení, které zpřístupňuje objekty uložené v distribuovaném souborovém systému Ceph.
Clusterový souborový systém GFS2 již není označen jako „experimental“. GFS2 také získal podporu pro systémové volání fallocate().
Nový soubor v sysfs, /sys/selinux/status umožňuje aplikacím v uživatelském prostoru si rychle všimnout, že se změnily bezpečnostní politiky. Účelem této vlastnosti je zjevně pomoci démonům, které cachují rozhodnutí o povolení přístupu a potřebují vědět, že se tato rozhodnutí mohla změnit. Druhý soubor nazvaný policy byl přidán pro ty, kteří jednoduše chtějí přečíst současnou politiku jádra.
Plánovač se nyní více snaží vyhnout migraci realtime úloh o vysoké prioritě. Další změna způsobuje, že plánovač již neúčtuje čas strávený obsluhou přerušení procesu, který v té době zrovna běžel.
Podpora VMI paravirtualizace VMware byla firmou označena za zastaralou a podle plánu z 2.6.37 odstraněna.
Byla začleněna nějaká vylepšení hibernace včetně možnost zkomprimovat obraz pomocí LZO.
Architektura ARM získala podporu pro seccomp [secure computing]
Bloková vrstva nyní může omezovat I/O provoz ke specifickým zařízením, řízeno je to pomocí mechanismu cgroup. Jedná se o další kousek mozaiky řadiče I/O propustnosti, který umožňuje nastavit specifické limity, ty jsou vynuceny, i když se aktuálně nevyužívá plná propustnost zařízení.
Nové zařízení „ttyprintk“ umožňuje privilegovanému procesu v uživatelském prostoru vypsat zprávy přes jádro pomocí pseudo-tty zařízení.
Jádro získalo podporu pro point-to-point tunneling protocol (PPTP); více informací vizte na stránce projektu accel-pptp
NFS klient má nyní novou implementaci „idmapper“ pro překlad jmen uživatelů a skupin na ID. Nový kód je flexibilnější a funguje lépe; detaily vizte v Documentation/filesystems/nfs/idmapper.txt
NFS klient má novou připojovací volbu -olocal_lock=, která způsobí, že se flock() a/nebo POSIXové zámky považují za lokální.
Většina funkcí systémového volání nfsservctl() byla označena jako zastaralá s tím, že v 2.6.40 bude odstraněna. Ten, kdo by dané funkce chtěl odstranit dříve, může použít novou konfigurační volbu.
Byla začleněna podpora pro protokol pNFS.
Obrovské stránky [huge pages] lze nyní migrovat mezi uzly v paměti stejně jako normální stránky.
Starý stack ieee1394 byl odstraněn, konečně byl nahrazen novými ovladači „firewire“
Mezi změny viditelné pro jaderné vývojáře patří:
Byl začleněn optimalizační mechanismus návěští skoku; jeho počátečním účelem je omezit náklady za neaktivní sledovací body.
Byla přidána další varianta RCU: „tiny preempt RCU“ má fungovat na jednoprocesorových systémech. Tato implementace používá pouze jeden seznam blokovaných úloh narozdíl od TREE_PREEMPT_RCU, které má kombinatorické číslo pro každý list rcu_node; to omezuje spotřebu paměti a významně zrychluje práci. Tato verze také využívá toho, že se pracuje na jediném procesoru, čímž zkracuje čekání [grace periods] v případě, že nejsou žádní čtenáři.
Do vrstvy síťových zařízení byly přidány nové sledovací body, do míst, kde se uvolňují struktury sk_buff, do softirq_raise(), operací s pracovními frontami a operací zmenšování LRU seznamu ve správě paměti. Také existuje nový skript, který používá perf k analýze událostí síťových zařízení.
Sledovač latencí probuzení má nyní podporu pro graf funkcí.
Je zde nový mechanismus pro spuštění libovolného kódu v kontextu hardwarového přerušení
Vrstva správy napájení má nyní formální koncept „zdrojů probuzení“ [wakeup sources], které mohou systém probudit z režimu spánku. Mezi jinými věcmi může sbírat statistiky, které umožní uživateli zjistit, co systém drží vzhůru. Události probuzení [wakeup events] mohou zastavit uspávání úloh, což omezuje čas potřebný pro obnovení činnosti po zrušené operaci uspání nebo hibernace.
Byl přidán nový mechanismus pro řízení automatického uspávání nečinných zařízení.
Byl začleněn dlouhý seznam změn kódu pro nízkoúrovňovou správu paměti memblock (dříve LMB), architektura x86 nyní používá memblock pro správu paměti v prvních fázích bootu.
Výchozí fungování lseek() bylo změněno: jestli ovladač neposkytne svou vlastní funkci llseek(), vrstva VFS na všechny pokusy změnit pozici v souboru zareaguje vrácením chyby ESPIPE. Všechny ovladače ve stromě, které funkci llseek() neměly, byly změněny tak, že nyní používají noop_llseek(), která zachovává původní chování.
Je zde nový způsob, jak vytvářet pracovní fronty:
struct workqueue_struct *alloc_ordered_workqueue(const char *name,
unsigned int flags);
Položky zadané do výsledné pracovní fronty budou zpracovány v daném pořadí po jedné. Tento způsob má časem nahradit staré jednovláknové pracovní fronty.
Také byla přidána funkce:
bool flush_work_sync(struct work_struct *work);
Ta bude čekat, dokud se nedokončí daná položka.
ALSA API pro ASoC bylo významně rozšířeno, aby podporovalo zvukové karty s více kodeky a DMA řadiči. (commit)
Byl začleněn patch pro na zásobníku založenékmap_atomic() a společně s tím spojenou změnou API. Detaily vizte v Documentation/vm/highmem.txt.
Jsou zde nové pomocné funkce pro alokaci paměti:
void *vzalloc(unsigned long size);
void *vzalloc_node(unsigned long size, int node);
Obě se chovají jako ekvivalentní volání vmalloc, ale navíc vynulují alokovanou paměť.
Byla začleněna většina práce potřebné pro odstranění tvrdých bariér z blokové vrstvy. Tento úkol bude pravděpodobně dokončen před uzavřením začleňovacího okna.
Linus dal najevo, že očekává, že by toto začleňovací okno mohlo být kratší než obvykle, aby ho bylo možné uzavřít před Jaderným summitem 2010, který začíná 1. listopadu. Očekávejme, že do konce října budou patche začleňovány rychlým tempem; Jaderné noviny příští týden přinesou seznam dalších změn začleněných do 2.6.37.
Odkazy a zdroje
Další články z této rubriky
Diskuse k tomuto článku
15.11.2010 02:30
Michal
Re: Jaderné noviny – 28.10.2010: Optimalizace návěští skoku goto
15.11.2010 09:28
frr | skóre: 34
Re: Add Zalgo Support
15.11.2010 10:56
_dworkin
Re: Jaderné noviny – 28.10.2010: Optimalizace návěští skoku goto
23.11.2010 07:45
snehuliak
Re: Jaderné noviny – 28.10.2010: Optimalizace návěští skoku goto
ISSN 1214-1267, (c) 1999-2007 Stickfish s.r.o.
15.11.2010 13:57