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Linux系统内核有待提高的7个领域

时间:2010-04-22 12:14:29  来源:  作者:

  对Vista的商业用户来说,Linux内核的开发可能非常复杂神秘,因为由几十个人维护着不同的部分,有几百名志愿者提交代码,你很难判断新功能的走向。

  从本质上来说Linux的开发也没有线路图。要一窥全豹,以下是7个值得关注的开发热点,基于对开发人员和内核维护人员的采访。不是所有的新功能都进展顺利,下文展现了各新功能进入内核的崎岖之道。

  1、虚拟化

  认识到虚拟化在这十年里日益成为“大趋势”,Linux内核维护者把它作为优先考虑的功能,加快了虚拟化技术添加到内核的进程。由初创公司 Qumranet的Avi Kivity提供的KVM虚拟管理程序,就包含在2006年末发布的内核中并在上个月的发布中继续升级。这个例子很好地展现了快速内核发布和缓慢企业版进展之间矛盾。

  Novell公司的副总裁霍尔格•杜尔夫(Holger Dryoff)表示“我们认为KVM还不适合企业使用。”他补充说,在KVM能被加到SUSE Linux之前,它需要在内核子系统包括调度器的交互上经过更多的测试。

  最近被Citrix Systems耗费5千万美元收购的商业开源虚拟化公司XenSource,一直在游说想把自己架构的Xen虚拟机管理程序(Hypervisor)加入到内核里。内核维护人员认为添加这种虚拟化功能会大大增加维护工作量。最终XenSource的工程师放弃了,但仍继续调整Xen以配合内核的运行。它暂时还进不了内核,只能先增加了一些支持,使Linux在运行虚拟环境时可以识别它。

  其他的虚拟化功能发展迅速,包括KVM和Lguest。Lguest是由IBM工程师Rusty Russell开发的一个只有5000行代码的精简hypervisor(虚拟机管理程序),它已经包括在最近版本的内核里了。和KVM相似,它支持Intel和AMD芯片的最新虚拟化技术。但又与VMware公司的ESX Server不同,在Lguest创建的虚拟机里的操作系统知道自己是被虚拟出来的。所以在调用CPU周期时它可以直接向真正的硬件发出请求,而不是作为中间媒介而降低了效率,因此这种架构大大提高了效率。

  2、实时操作

  Linux在实时操作上获得了长足的提升,因为现在它常常被用作手机和其它设备上的嵌入式系统。但最近发布的2.6.23内核显示它在实时操作上“稍有退步”,商业嵌入式Linux厂商MontaVista 的首席技术长官(CTO)和创始人吉姆•瑞尔迪(Jim Ready)抱怨说。这个新的进程调度器更强调“公平”——这意味着要由最终用户告诉处理器哪些待处理的任务可以获得更高的优先级。

  “实时用户不需要公平,”瑞尔迪认为,因为实时要求无论CPU在做什么,都可以插入一个新的优先级以中断操作。一个简单的例子是,在医疗设备里监控病人呼吸的软件在发现病人呼吸停顿时,能发送一个即时警告,软件无论在处理什么任务都要先中断停下来。瑞尔迪表示,除非实时性能有改善,否则 MontaVista不会把新的内核整合到自己的产品中来。Gartner分析师乔治•维斯(George Weiss)预测标准版的Linux要到2008年才能成为有竞争力的实时系统。

  3、中断处理

  维斯那样说其中一个原因是因为内核开发人员正致力于使进程调度器具有实时功能。操作系统的关键环节是中断的管理——它决定了哪些任务能获得 CPU的处理权,如何排列不同行为之间的优先级。如果所有的中断处理器都可以被结合到自己的线程中去,那个线程就可以被调度并设置优先级,而不是无法预知地运行和延迟的实时响应。

  过去三年来这样的努力一直没有停歇过。MontaVista的斯文•托斯滕•迪特里奇(Sven-Thorsten Dietrich) 在2004年就提交了代码,希望防止中断处理程序为了常规任务而中断内核,因为它们干扰了实时响应。但这些代码的破坏性太大,以致无法获得内核调度领域的专家Ingo Molnar的认可。这些代码影响了一个关键内核功能自旋锁(spinlock),当进程在等待需要的数据或事件时,它可以锁定CPU。许多进程依赖于自旋锁。Dietrich的代码把几百个自旋锁减少到30个;Molnar的修订保留了90个自旋锁,比前者破坏性要来得少些。

  把中断处理器集合到一个统一的独立线程的想法看来已开始成熟并准备进入内核了。“Ingo替换了我们的做法,但他做得很棒,” 瑞尔迪说道。MontaVista并不在乎自己的努力是否能获得更多的荣誉,瑞尔迪理解这就是开源合作的方式,因此他接受正在进入内核的实时功能的修改。

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