Deadline Scheduler: Linux 3.14 verwaltet Prozessfristen

Der nächste Linux-Kernel wird den Deadline Scheduler enthalten, mit dem Prozesse effizienter verwaltet werden können. Das kommt vor allem Real-Time-Anwendungen zugute. Außerdem funktioniert Kexec auf EFI-Sytemen wieder.

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Linux 3.14 tritt in die Testphase ein.
Linux 3.14 tritt in die Testphase ein. (Bild: Ben Tubby/CC-by-2.0)

Mit der Veröffentlichung des ersten Release Candidates hat Linus Torvalds die Testphase für Linux 3.14 eingeläutet. Noch sind aber nicht alle eingereichten Patches integriert. Möglicherweise müssen einige noch auf den nächsten Kernel warten. Bereits akzeptierte Patches ermöglichen die Verwendung von Kexec auf EFI-Sytemen und verbessern die Leistung des Netzwerkstacks. Außerdem gibt es einen Deadline Scheduler, der vor allem das Abarbeiten von Prozessen von Real-Time-Anwendugen verbessern soll, etwa beim Streaming von Multimediainhalten.

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Der für Real-Time-Anwendungen wichtige Deadline-Scheduler wurde in Linux 3.14 nach langjähriger Entwicklung eingepflegt. Damit lässt sich das Priorisieren von Prozessen besser verwalten. Jeder Prozess meldet eine Frist an, bis eine Aufgabe erledigt werden muss. Außerdem teilt eine Anwendung auch mit, wie oft eine Aufgabe ausgeführt werden muss. Und schließlich wird von einer Anwendung noch eine maximale Zeit mitgeteilt, in der sie die CPU beanspruchen will. Daraus errechnet der Scheduler einen effizienten Zeitplan für alle laufenden Anwendungen. Anwendungen, deren Frist unmittelbar bevorsteht, werden bevorzugt. Der Scheduler kümmert sich dabei auch darum, keine neuen Fristen zu akzeptieren, wenn die laufenden Prozesse die verfügbare CPU-Zeit bereits auslasten. Damit soll garantiert werden, dass jede Aufgabe seine angemeldeten Fristen einhalten kann.

Kexec für EFI-Systeme

Auf EFI-basierter Hardware lässt sich künftig Kexec wieder nutzen. Die entsprechenden Patches von den Kernel-Enwicklern Borislav Petkov und Dave Young hat Ingo Molnar abgesegnet. Von Petkov stammen statische Runtime-Dienste, die das virtuelle Mapping des EFI-Systems im Speicher bereitstellen. Auf dessen Informationen stützt sich dann der neue Kernel, der den alten über den Kexec-Befehl ersetzen kann, ohne dass das System neu gestartet werden muss. Von Young stammen noch die Anpassungen an Kexec selbst. Zwischenzeitlich wurde Kexec auf EFI-Systemen wegen Problemen deaktiviert.

Derweil arbeitet der Entwickler Vivek Goyal daran, dass Kexec signierte Kernel überprüfen und laden kann. Denn die bereits integrierten EFI-Patches funktionieren noch nicht auf Secure-Boot-Systemen. Noch sind die Änderungen aber nicht für die Integration in den Kernel bereit. Kernel-Entwickler Matthew Garrett hatte bereits mehrfach darauf hingewiesen, dass Kexec auch unsignierte Kernel laden kann. Damit lassen sich die mit Secure Boot bereitgestellten Sicherheitsmechanismus unterlaufen und möglicherweise sogar ein Windows-Kernel starten. Bislang wurde das Ausführen von Kexec auf EFI-Sytemen von den meisten Distributionen auch aus diesem Grund unterbunden.

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Um den Datendurchsatz bei Netzwerkverbindungen zu verbessern und gleichzeitig die CPU-Last zu senken, gibt es in Linux 3.14 das TCP Autocorking. Dabei werden kleinere Datenpakete zunächst nur gesammelt und später zu einem größeren zusammengefügt. Parallel dazu gibt es einen neuen Filter, der kleinere Datenströme über das Netzwerk von größeren unterscheiden kann und die kleineren bevorzugt. Für eine effizientere Verwaltung von Warteschlangen gibt es den Proportional Integral Controller Enhanced (PIE), der Schwankungen und Latenzen bei Netzwerkverbindungen effizienter verwaltet. PIE soll vor allem unter einer hohen Netzwerklast für einen besseren Durchsatz sorgen.

Linux 3.14 RC1 steht zum Testen auf Kernel.org zum Download bereit. Die finale Version wird aller Voraussicht nach Mitte März 2014 erscheinen.

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