Linux：昨今のI/Oスケジューラ事情 2020
まえがき HDDやSSDはシステムの中でもボトルネックとなる一番データの転送速度が遅い記憶媒体だ。 オペレーティング・システムには記憶媒体による遅延を減らすためキャッシュを利用するなど I/Oアクセスを最小限に留める工夫が施されている。そんな中でもI/OスケジューラはI/Oリクエストの処理順を入れ替えたりリクエストを一つにまとめたりすることにより応答速度やスループットを向上させる機能だ。ディスク・スケジューリングとも呼ばれることがある。 数年前まではLinuxカーネルは cfq noop deadline と言ったI/Oスケジューラを搭載していたが、昨今のスケジューラはだいぶ変わっているようだ。 Linuxカーネル ver 3.13 からCPUの多コア化、SSDやPCIeなどの高速な記憶媒体の普及に対応するために旧来の単一キュー処理からマルチキュー処理をする Blk-mq（Multi-Qu
linuxカーネル内部インターフェースの変更例
はじめに Linuxカーネル(以下カーネルと表記)の外部ユーザ空間とのインターフェースはシステムコールが増えることはあっても既存のものが変更されることはほとんどなく、極力互換性が保たれるようになっています。しかしカーネル内部のインターフェースはめまぐるしく変わります1。本記事ではその一例として、カーネル内で一定時間後に所定の処理を呼び出すタイマーという機能のインターフェースが変更された話、およびその影響について紹介いたします。 何もしてないのにビルドできなくなった 筆者が昔々、およそ8年前書いた以下のカーネルモジュールのコードを本日カーネルv4.18のモジュールとしてビルドすると★★★と書いた行でエラーが出ました。 #include <linux/module.h> #include <linux/timer.h> MODULE_LICENSE("GPL v2"); MODULE_AUTH
週刊? Linux Kernel Patch Watch 20180413 - φ(・・*)ゞ ｳｰﾝ カーネルとか弄ったりのメモ
まえがき 週刊Railsウォッチというrailsを中心とした記事がとても良い感じで、これのカーネル版あったら嬉しなということで自分でやってみました(*´Д｀) どれくらいのボリュームでとか、毎週ちゃんと書くのかは全く不明でございます。 我々にはWelcome to LWN.net [LWN.net]やLinux Hardware Reviews, Open-Source Benchmarks & Linux Performance - Phoronixがあるし、基本的にこれらを読めば事足りる気はしますが。まあ、小ネタを拾っていこう的な感じです。 読むpatchについてはマージされるかどうかは別として、気になったものとかを取り上げようと思います。 今週のpatch sl*bでコンストラクタ使う場合にスラブオブジェクトの取得時に__GFP_ZEROフラグ使わない [PATCH v2 2/2]
Amazon Linux 2017.03で新しいTCP輻輳制御アルゴリズムBBRを試してみた | DevelopersIO
ども、大瀧です。 AWSが提供するLinuxディストリビューション Amazon Linuxの最新版であるAmazon Linux 2017.03がリリースされました。このリリースで採用しているLinuxカーネル バージョン4.9では、新しいTCP輻輳制御アルゴリズムBBRのサポートが追加されています。 しかしながらAmazon Linux 2017.03.0のカーネルパッケージではBBRモジュールが無効なため、今回はカーネルを再ビルドして試す手順をご紹介してみたいと思います。 お断り : 一般的にカーネルを再ビルドして利用することはディストリビュータのサポート範囲外になります。自己責任の元、検証用途にとどめ本番環境への適用はビルド済みカーネルパッケージのリリースを待ちましょう。 ビルド環境の準備 まずは、カーネルを再ビルドするための環境を整えましょう。一般的にカーネルの再ビルドにはローカ
特定条件下のclone(2)を4倍速くする - 人間とウェブの未来
とあるサーバで妙にシステムCPUの使用率が高い現象が置きておりました。 そこで、まずはざっくりとperf topでプロファイルをとってみると、以下のようになっていました。 22.38% [kernel] [k] copy_pte_range 18.44% [kernel] [k] zap_pte_range 11.13% [kernel] [k] change_pte_range 3.58% [kernel] [k] page_fault 3.32% [kernel] [k] page_remove_rmap また、各プロセスのstraceを眺めていると、cloneで0.05秒とかなり時間がかかっているようです。これだと単純計算で1コアで秒間20回のcloneでコア100%占有してしまう程度の非常に低速な処理しかできないことになります。 sudo strace -T -o/dev/stdo
netfilterでパケットの送受信を制御する
netfilterは、LinuxカーネルのネットワークスタックのいろいろをフックしてあれこれするためのAPIです。身近なところだと、iptablesやnftablesの実装に利用されています。カーネル内のAPIなので敷居が高そうに思われるかもしれませんが、簡単なLoadable Kernel Module (LKM) を書くだけで利用でき、カーネルに直接変更を加える必要がないので、かなりお手軽です。それでいて、iptablesやnftablesでも利用されているだけあってできることの範囲は広く、パケットの監視やファイアウォールを始めとしてパケットを読み書きするような処理なら割と何でもできます。 この記事では、netfilterを使うカーネルモジュールの基本的な書き方を紹介します。なお、動作確認はKernel 3.14で行いました。カーネルのバージョンによってメンバや定数の名称が変化している
Linuxでロードバランサやキャッシュサーバをマルチコアスケールさせるためのカーネルチューニング - ゆううきブログ
本記事の公開後の2016年7月にはてなにおけるチューニング事例を紹介した。 はてなにおけるLinuxネットワークスタックパフォーマンス改善 / Linux network performance improvement at hatena - Speaker Deck HAProxy や nginx などのソフトウェアロードバランサやリバースプロキシ、memcached などの KVS のような高パケットレートになりやすいネットワークアプリケーションにおいて、単一の CPU コアに負荷が偏り、マルチコアスケールしないことがあります。 今回は、このようなネットワークアプリケーションにおいて CPU 負荷がマルチコアスケールしない理由と、マルチコアスケールさせるための Linux カーネルのネットワークスタックのチューニング手法として RFS (Receive Flow Steering) を
Interrupt Affinityについて
4. $ cat /proc/interrupts CPU0 CPU1 0: 36843 61973 IO-APIC-edge timer 1: 518 591 IO-APIC-edge i8042 8: 1 0 IO-APIC-edge rtc0 9: 387 321 IO-APIC-fasteoi acpi 12: 11236 79 IO-APIC-edge i8042 16: 0 0 IO-APIC-fasteoi uhci_hcd:usb6 17: 12 11 IO-APIC-fasteoi uhci_hcd:usb7 18: 0 0 IO-APIC-fasteoi uhci_hcd:usb8 19: 6531 235 IO-APIC-fasteoi ehci_hcd:usb2 20: 0 0 IO-APIC-fasteoi uhci_hcd:usb3 21: 85 69 IO-A
ストレージI/O高速化への取り組み：Linux BLK-MQ/SCSI-MQ - Blog
Linux関連のコア開発者から聞くところによると、ストレージのI/Oアーキテクチャはネットワークに比べ、１０年くらい遅れていたらしい。長らくハードディスクという相当に遅いデバイスが相手だったので、それほど気にしなくても済んでいたという。 ところが、最近のフラッシュメモリ等々の急速な広まりで、ソフトウェア部分も強化が進んでいるようだ。１つの論理デバイスに対してCPUのマルチコアを活用するというネットワークでは今や当然となっている仕組みがストレージにもようやく搭載されつつある。Multi-Queue(マルチキュー)と呼ばれている。 Linuxの仕組みとしては、BLK-MQ(Multi-Queue)とSCSI-MQである。Linux以外のOSでは良く分からないが(きっとあると思います)、少なくともLinuxではシングル論理デバイス(LUN)当たり1M IOPS(100万IOPS)を実現すべく、搭
Linuxカーネルハックに興味があるけど特にネタが無いんだよな〜って人向けの小ネタ - φ(・・*)ゞ ｳｰﾝ カーネルとか弄ったりのメモ
Linuxカーネルに興味があるんだけど特に作りたいものってないんだよなーなんて割とあると思う訳です。俺とか。。。 まあ、kernelnewbiesのメーリングリストでもよく見る話題かと思います。この辺なんかもそうですね。 で、そんな時にオススメできるのがkmemleak。カーネルに組み込まれたメモリーリーク検出ツールです。 使い方は至って簡単でカーネルのコンフィグレーションにあるKernel memory leak detectorを有効にしたカーネルを普通に使えばOK。カーネルはメインラインのrcでもtipでもlinux-nextでも何でも良いと思います。 設定の場所はKernel Hacking -> Memory Debugging -> Kernel memory leak detectorにチェックをするのと、 その下のMaximum kmemleak early log ent
Linux Storage Filesystem/MM Summit 2014からの便り
Linux Storage Filesystem/MM Summit 2014からの便り：Linux Kernel Watch（1/2 ページ） お久しぶりです、Linux Kernel Watchが帰ってきました。3月に行われた「Linux Storage Filesystem/MM Summit 2014」の主なトピックを紹介します。 皆さん、お久しぶりです。私は今ボストンで、米レッドハット常駐という立場でRed Hat Enterprise Linux（RHEL）開発に携わっています。 今回はサンフランシスコ近郊のナパバレーで2014年3月24～25日に行われた「Linux Storage Filesystem/MM Summit 2014」（以下LSF/MM）の中から面白かったトピックをピックアップしてお届けしたいと思います。 LSF/MMはLinux Foundation主催で行
Linux(CentOS6)カーネルチューニングのメモ | ちゃんと覚えておけよ？
今回行った /etc/sysctl.conf の設定内容は書きの通りです。 各パラメータの説明はコメントとして残しておきます。 # 共有メモリの最大サイズ。サーバーの搭載メモリ(1GB)に合わせて変更 kernel.shmmax = 1073741824# システム全体の共有メモリ・ページの最大数 kernel.shmall = 262144# システム全体のプロセス数の上限 kernel.threads-max = 1060863# システム全体のファイルディスクリプタの上限 fs.file-max = 5242880# RFC1323のTCPウィンドウ スケーリングを有効にする。 # 64K以上のTCP windowを使えるようになる。 # 巨大なファイルを転送する時に問題になった場合は無効にすると解決されることもある。 net.ipv4.tcp_window_scaling = 1#
イマドキなNetwork/IO
The document discusses techniques for improving network and I/O performance between the network interface card (NIC) and CPU. It describes technologies like TCP offloading, receive side scaling, and Intel I/O acceleration features that distribute processing load away from the CPU to improve throughput and reduce latency. Optimization goals include more efficiently handling interrupts and direct me
2012 年 7 月 1 日のうるう秒挿入時に発生した Linux カーネルの不具合に関する情報
更新履歴 2012-08-28: URL 公開 2012-08-29: futex、hrtimer、MySQL の発生条件、NTP SLEW モードに関する @odhrfm さんからの情報、キーワード更新、その他いろいろ細かい修正 2012-08-30: 参考リンク追加 2012-09-01: LKML まとめシートの thread#50 を追加 2012-09-03: SLES カーネルの更新情報、per-cpu についての記述、blockdiag によるブロック図を追加 2012-09-11: LKML まとめシートの thread#52, #53 を追加 2012-09-12: LKML まとめシートの thread#54 〜 #58 を追加 はじめに 日本時間 2012 年 7 月 1 日 9:00 にうるう秒が挿入されましたが、その際 Linux カーネルに起因する不具合により、
KubeCon + CloudNativeCon Europe 2018 - Schedule
KubeCon + CloudNativeCon Europe 2018 May 2 – 4, 2018 | Copenhagen, Denmark Customize your schedule by session topic and skill level: Session Topic – Refer to the “Type” filter list to the right to find a session based on topic. Session Talk Difficulty – Talks are categorized as Beginner, Intermediate or Advanced or Any Skill Level; they are listed under the “Type” Filter and at the end of each ses
NFS上のファイルへのI/O待ちは %iowait、%sys のどちらに計上されるか？ - ablog
NFS上のファイルへのI/O待ちが %iowait、%sys のどちらに計上されるのとかという話。 NFS でなんであれ、Linux でいうと、I/Oを発行したプロセスまたはスレッドが TASK_INTERRUPTIBLE でスリープしていれば %idle に TASK_UNINTERRUPTIBLE でスリープしていれば %iowait に 非同期I/Oを行ってほとんどスリープしていなければ %user（ユーザーモードでの実行時間が） と %sys（カーネルモードでの実行時間が） に 計上されると思う。 なので、実装次第で変わると思う。当然、OS の NFS クライアントを使うか Oracle Database の DirectNFS を使うかでは違うと思う。 vmstat は /proc/stat を参照して表示しているだけで、プロセスアカウンティングは kernel/sched.c
How to use the Ksplice raw utilities | cormander
Disclaimer: I have no affiliation with ksplice, I’m just a guy who knows something about hot-patching the linux kernel and figured out how this ksplice thing works. I strongly agree with the sentiment that the ksplice raw utilities is not for general use. In fact, Ksplice says in the distribution of these tools: Without the appropriate expertise and safety infrastructure, the raw utilities can cre
Linux 3.2 の Thin Provisioning (2) - TenForward
Linux 3.2 の Thin Provisioning (1) の続編． とりあえず前回でファイルシステムを作成して，実際より大きな領域が見えるようになりましたので，少し使ってみました． 100MB の領域でしたので，とりあえず 80MB のファイルを作ってみます．root@plamo64:/mnt# dd if=/dev/zero of=testfile bs=1M count=80 80+0 records in 80+0 records out 83886080 bytes (84 MB) copied, 0.244967 s, 342 MB/s root@plamo64:/mnt# df -h Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on /dev/vda1 8.0G 6.9G 728M 91% / none 501M 132K 501M
Linux 3.2 の Thin Provisioning (1) - TenForward
Linux 3.2 で入った Thin Provisioning を試してみました．Device Mapper 経由で使います． kernel 付属文書には dmsetup を使った例が載っていますが，そこにも実際は LVM2 とかのツールを使うことになるよ，みたいなことは書かれていますので，見てみたところ，LVM2 でも既に実装されているようでしたので，そちらで試しています．と思っていたら，2012/01/30 付けで LVM2 2.02.89 がリリースされていますね． 以下は kernel 3.2 に更新した Plamo64-1.0 (on kvm) で試しています． LVM2 の cvs 先端を取得．インストール．今なら前述の通り 2.02.89 のソースを取得して make します．(この後も改良が続きそうですから ChangeLog で確認してリポジトリから取得した方が良いかも
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