Alors que Linux 6.3 est en train d’être peaufiné, nous en savons un plus à mesure que les commits sont effectués. Une des fonctionnalités non négligeables qui a été ajoutée à Linux 6.3 est le nouvel outil rtla hwnoise. rtla hwnoise (real time Linux analysis hardware noise) est un outil qui permet de détecter et de quantifier le bruit lié au matériel. Il récupère le récapitulatif périodique du traceur osnoise en cours d’exécution avec les interruptions désactivées. En désactivant les interruptions et l’ordonnancement des threads, seul le bruit lié aux interruptions non masquables et au matériel est autorisé. Selon la description faite par les mainteneurs de l’outil, ce dernier autorise également les configurations du traceur osnoise et la collecte de la sortie du traceur. En somme, rtla hwnoise offre des fonctionnalités similaires à osnoise (operating system noise) tout en affichant uniquement les interruptions non masquables (NMI) et le bruit lié au matériel.
En principe, le bruit matériel devrait être nul sur le système d’exploitation Linux. Toutefois, il s’avère que ce n’est pas toujours le cas. Dans le fonctionnement du système d’exploitation, l’on peut faire face à deux sources principales de bruit. Des bruits provenant à des opérations du système d’exploitation et des bruits liés au matériel. Dans le contexte du calcul haute performance (HPC) par exemple, le bruit du système d’exploitation (operating system noise ou osnoise) fait référence aux interférences subies par une application en raison d’activités à l’intérieur du système d’exploitation. Dans le contexte de Linux, les NMI, les IRQ, les SoftIRQ et tout autre thread du système peuvent causer du bruit au système. Dans pareil cas, les bruits du système d’exploitation peuvent être perçus comme le temps passé par le CPU à exécuter des instructions n’appartenant pas à une tâche d’application donnée affectée à ce processeur alors que la tâche souhaitée est prête à s’exécuter.
Sous Linux, bien qu’il puisse en exister d’autres, quatre contextes d’exécution principaux peuvent interférer avec une charge de travail : les interruptions non masquables (NMI), les interruptions masquables (IRQ), les softirqs (activités IRQ différées) et les threads. À côté de ces bruits liés au système, des charges liées au matériel peuvent également causer du bruit, par exemple via les SMI. C’est dans ce dernier cas que l’outil rtla hwnoise a été conçu. Pour mieux comprendre comment l’outil de surveillance et de mesure du bruit lié au matériel fonctionne, il convient de se tourner vers l’outil osnoise de Linux puisqu’il en est dérivé.
Sous Linux, il existe deux types d’outils permettant de mesurer le bruit du système d’exploitation : l’un basé sur la charge de travail et l’autre basé sur la trace. Les outils basés sur la charge de travail exécutent généralement des microbenchmarks avec une durée connue, et ils mesurent la différence entre la durée prévue du microbenchmark et le temps réel nécessaire pour le traiter. Bien qu’efficaces pour définir la quantité de bruit du système d’exploitation qu’une charge de travail peut subir, les outils basés sur la charge de travail ne peuvent pas identifier les causes profondes du bruit du système d’exploitation.
Les méthodes basées sur la trace exploitent les fonctionnalités de traçage du noyau Linux pour identifier la cause première du bruit du système d’exploitation. Cependant, ces méthodes basées sur la trace ne tiennent pas compte de la façon dont les charges de travail perçoivent le bruit. Et c’est pourquoi l’outil osnoise a été conçu. Il tire le meilleur parti des méthodes basées sur la charge de travail et sur les traces, en indiquant les causes profondes du bruit du système d’exploitation tout en tenant compte de la façon dont la charge de travail perçoit le bruit.
À côté de osnoise, nous avons l’outil rtla osnoise qui est une interface pour le traceur osnoise. Le traceur osnoise exécute une boucle dans le noyau en mesurant le temps disponible. Il le fait avec préemption, softirq et IRQ activés, autorisant ainsi toutes les sources d’osnoise lors de son exécution. Le traceur osnoise note le point d’entrée et de sortie de toute source d’interférences. Lorsque le bruit se produit sans aucune interférence au niveau du système d’exploitation, le traceur peut pointer en toute sécurité vers un bruit lié au matériel. De cette façon, le bruit d’osnoise peut rendre compte n’importe quelle source d’interférence. Le traceur osnoise ajoute également de nouveaux points de trace du noyau qui aident l’utilisateur à pointer les coupables du bruit de manière précise et intuitive. À la fin d’une période, le traceur osnoise imprime la somme de tous les bruits, le bruit unique maximum, le pourcentage de CPU disponible pour le thread et les compteurs pour les sources de bruit, servant d’outil de référence.
Avec rtla hwnoise, les utilisateurs et les développeurs qui se soucient de chaque microseconde volée par des instructions parasites envoyées par le matériel pourront mesurer avec précision ces bruits et prendre des décisions en conséquence, sachant que pour les opérations en temps réel chaque microseconde gagnée par le processeur a de la valeur.
Source : Linux Kernel
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Envoyé par archqt
