如何更改 Linux 上下文切换频率？

Question

如何更改 Linux（linaro、ubuntu、debian）上下文切换频率？

我可以用一个响应较慢的系统来换取一个更高效的系统。

EDIT1：我有一个主进程，我想尽可能快地运行（每秒最大时钟周期），所以我想降低上下文切换频率（=增加时间片）。问题是怎么做，会不会有显着的效果。我可以计算上下文切换的成本吗？意思是，如果我将时间片增加两个，我可以估计我关心的主进程的性能增益是多少？

Answer 1

如果您的任务是在特定 CPU 上请求时间的唯一进程，则任务之间将没有上下文切换 :-)。但是 CPU 可能仍会被中断，导致上下文切换到内核并返回。一个可能的原因是抢占计时器，检查是否有另一个任务要在这个 CPU 上运行......

Linux的可避免产生对CPU的任何占先定时器中断时不会有任何理由这样做。见CONFIG_NO_HZ_FULL。要使用此功能，必须在构建内核时启用它，并且必须使用引导选项启用它。

• https://www.kernel.org/doc/Documentation/timers/NO_HZ.txt
• https://lwn.net/Articles/549580/“3.10 中（几乎）完全无滴答操作”

默认情况下，没有 CPU 是自适应滴答 CPU。“nohz_full=”引导参数指定了自适应滴答 CPU。例如，“nohz_full=1,6-8”表示 CPU 1、6、7 和 8 是自适应滴答 CPU。请注意，禁止将所有 CPU 标记为自适应滴答 CPU [...]

LWN.net 表示，“根据 Ingo Molnar 的说法，自适应滴答 CPU 将节省多达 1% 的 CPU 时间”。内核文档说这有六种不同的成本，还有一个“已知问题”列表。

这种增益相对较小，特别是与降低多个任务之间上下文切换频率的潜在吞吐量增益相比，如以下答案中所述：如何更改 Linux CPU 调度程序使用的时间片长度？

小字：这些测量早于 Spectre、Meltdown、KPTI 和 x86 ASID 支持:-(。我想它们也适用于较旧的硬件。请咨询内核专家或运行您自己的测量，了解上下文切换的成本如何在您的特定内核版本和硬件上更改... PTI 主要应该通过 ASID 来缓解，除了非常频繁地调用内核的软件，主要示例是数据库。但我对数字不太了解.

Molnar 在原始 RFC 补丁中的希望是，随着时间的推移，它“可能会被大多数 Linux 发行版启用”。我注意到 Fedora 28 提供了一个内置NO_HZ_FULL支持的默认内核。然而，Debian 9 没有。

最近，Linux v4.17从nohz_fullCPU 中删除了剩余的 1 Hz 计时器滴答声。我想对吞吐量的影响很小:-)，但是NO_HZ_FULL当 CPU 上有多个可运行的进程时，我一直试图跟踪收益的状态-

一旦我们达到 0 Hz，我们也可以 [then] 从 nr_running>=2 中删除周期性滴答假设，基本上只按照 sched_latency 约束要求我们执行的频率中断繁忙的任务 - 每 4-40 毫秒一次，具体取决于 nr_running .

这有点令人困惑，因为在 v2.6.25-rc1, commit 8f4d37ec073c, "sched: high-res preemption tick" 中，抢占已经开始使用单独的、更精确的回叫。通过对同一 LWN.net 文章的此评论找到：https : //lwn.net/Articles/549754/）。