无时钟的 Linux 内核是否引入了基准计时变化



我正在运行一些基准测试,我想知道使用"无时钟"(又名CONFIG_NO_HZ_FULL_ALL)Linux内核对基准测试是有用还是有害。

我正在运行的基准测试每次都会使用新流程重复多次。我想控制尽可能多的变异源。

我在互联网上做了一些阅读:

  • https://www.kernel.org/doc/Documentation/timers/NO_HZ.txt
  • https://lwn.net/Articles/549580/

从这些资料中,我了解到:

  • 在默认配置 (CONFIG_NO_HZ=y ) 中,只有非空闲的 CPU 接收即时报价。因此,在这种模式下,我的基准测试将始终收到即时报价。

  • 在"无滴答"模式(CONFIG_NO_HZ_FULL_ALL),除了一个(引导处理器)之外,所有CPU都处于"自适应滴答"模式。当 CPU 处于自适应时钟周期模式时,仅当 CPU 的计划队列中有多个作业时,才会收到时钟周期。这个想法是,如果队列中只有一个进程,则不会发生上下文切换,因此不需要发送即时报价。

一方面,不让基准接收即时报价似乎是一个好主意,因为我们排除了即时报价例程作为变化来源(我们不知道即时报价例程需要多长时间)。另一方面,我认为无时钟模式可能会在基准计时中引入变化。

考虑一下我在无时钟内核上运行的基准测试场景。假设我们重复一个基准测试两次。

  • 假设第一次运行很幸运,并被调度到以前空闲的自适应时钟周期 CPU 上。因此,该基准不会因即时报价而中断。

  • 当基准测试第二次运行时,也许它就没有那么幸运了,并且被放在已经安排了一些进程的CPU上。此运行将定期被即时报价中断,以决定我们是否应该切换其他进程之一。

我们知道,即时报价会影响性能(上下文切换加上运行例程所花费的时间)。因此,第一次基准测试运行具有不公平的优势,并且看起来运行得更快。

另请注意,最初具有自适应时钟周期 CPU 的基准测试可能会发现中间基准测试中另一个进程被扔到同一个 CPU 上。在这种情况下,基准最初没有收到即时报价,然后开始接收它们。这意味着基准性能可能会随着时间的推移而变化。

所以我认为无时钟模式(至少在我的基准测试场景中)引入了时序变化。我的推理正确吗?

一种解决方案是使用隔离的自适应时钟周期CPU进行基准测试(isolcpus + taskset),但是我们已经排除了隔离的CPU,因为这会在我们的多线程基准测试中引入人为的减速。

谢谢

对于上面的"不幸"场景,必须在同一处理器上安排一个活动作业。假设您有多个处理器,则在其他通常处于空闲状态的系统上,情况不太可能如此。即使这种情况发生在一两次,这也意味着您的基准测试可能会看到一两次即时报价的影响 - 这似乎几乎没有问题。

另一方面,如果它发生在更多情况下,这将是处理器负载高的一般指示 - 无论如何都不是运行基准测试的理想方案。

不过,我建议,"即时报价"不太可能成为基准时间变化的重要来源。调度程序应该是 O(1)。我怀疑你会看到无滴答模式和非无滴答模式之间的差异很大。

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