Návod k sched-ext

Rozšiřitelná třída plánovače, známější jako sched-ext, je funkce jádra Linuxu, která umožňuje implementovat plánovače vláken jádra v BPF (Berkeley Package Filter) a dynamicky je načítat. V podstatě to koncovým uživatelům umožňuje měnit své plánovače v uživatelském prostoru bez nutnosti sestavovat další jádro jen kvůli jinému plánovači.

Metody spouštění a správy plánovačů

Plánovače lze nalézt v balíčcích scx-scheds a scx-scheds-git.

# Stabilní větev
sudo pacman -S scx-scheds

# Vývojová větev (Tato větev obsahuje nejnovější změny
# a může obsahovat plánovač, který ještě nebyl vydán.)
sudo pacman -S scx-scheds-git

Spuštění plánovače v terminálu

Chcete-li spustit plánovač, otevřete terminál a zadejte následující příkaz:
Příklad spuštění rusty
```
sudo scx_rusty
```

Tím se spustí plánovač rusty a odpojí výchozí plánovač.

Chcete-li plánovač zastavit. Stiskněte CTRL + C a plánovač se zastaví a znovu převezme řízení výchozí plánovač jádra.

Služba Systemd

Balíček scx obsahuje službu systemd, která používá konfiguraci určenou v souboru /etc/default/scx.

V tomto konfiguračním souboru můžete určit plánovač, který služba spouští, a volitelně zahrnout vlastní příznaky pro požadovaný plánovač.

Pokud chcete změnit plánovač spouštěný službou, jednoduše upravte řádek SCX_SCHEDULER= na plánovač, který chcete spouštět ve výchozím nastavení.
- Příklad
```
SCX_SCHEDULER=scx_lavd
```
Přidání příznaků
- Odkomentujte SCX_FLAGS a přidejte požadované příznaky.
  Příklad
```
SCX_FLAGS='--performance'
```

Nyní můžete spouštět/povolovat/zastavovat plánovač stejně jako jakoukoli jinou službu systemd.

Níže si prohlédněte stručný návod, jak ji spravovat.

sudo systemctl enable --now scx

sudo systemctl start scx

sudo systemctl stop scx

Pro více informací o této službě: Služba Sched-ext systemd

scx_loader

Jak název napovídá, jedná se o nástroj, který funguje jako zavaděč a správce pro framework sched-ext pomocí rozhraní D-Bus.

I když nevyžaduje systemd, stále jej lze používat v kombinaci s ním. Podívejte se na průvodce přechodem pro referenci)

Má schopnost zastavit, spustit, restartovat, číst informace o scx plánovači a další.
- Pro komunikaci s ním můžete použít nástroje jako dbus-send nebo gdbus.

Tento návod vysvětluje, jak používat scx_loader s příkazem dbus-send.

dbus-send --system --print-reply --dest=org.scx.Loader /org/scx/Loader org.scx.Loader.StartScheduler string:scx_rusty uint32:0

# Tento příklad spouští scx_bpfland s následujícími příznaky: -k -c 0
dbus-send --system --print-reply --dest=org.scx.Loader /org/scx/Loader org.scx.Loader.StartSchedulerWithArgs string:scx_bpfland array:string:"-k","-c","0"

dbus-send --system --print-reply --dest=org.scx.Loader /org/scx/Loader org.scx.Loader.StopScheduler

dbus-send --system --print-reply --dest=org.scx.Loader /org/scx/Loader org.scx.Loader.SwitchScheduler string:scx_lavd uint32:2
# Tím se přepne na scx_lavd s režimem plánovače 2, což znamená, že se LAVD spustí v úsporném režimu

dbus-send --system --print-reply --dest=org.scx.Loader /org/scx/Loader org.scx.Loader.SwitchSchedulerWithArgs string:scx_bpfland array:string:"-k","-c","0"

dbus-send --system --print-reply --dest=org.scx.Loader /org/scx/Loader org.freedesktop.DBus.Properties.Get string:org.scx.Loader string:CurrentScheduler

dbus-send --system --print-reply --dest=org.scx.Loader /org/scx/Loader org.freedesktop.DBus.Properties.Get string:org.scx.Loader string:SupportedSchedulers

Správce jádra CachyOS

K plánovačům scx lze přistupovat a konfigurovat je pomocí zcela nového scx_loaderu.

Úvod k hlavním plánovačům

Vzhledem k tomu, že existuje mnoho plánovačů, ze kterých si můžete vybrat, chceme vám poskytnout krátký úvod k dostupným plánovačům.

Neváhejte nahlásit jakýkoli problém nebo zpětnou vazbu na jejich GitHub uvedeném níže.

scx_bpfland

Vyvinul: Andrea Righi (arighi GitHub)

Plánovač sched_ext založený na vruntime, který upřednostňuje interaktivní pracovní zátěže. Vysoce flexibilní a snadno se přizpůsobí.

Při rozhodování o tom, která jádra použít, bere Bpfland v úvahu jejich rozložení mezipaměti a která jádra sdílejí stejnou mezipaměť L2/L3, což vede k menšímu počtu chyb mezipaměti = vyšší výkon.

Případy použití:

Hraní her
Použití na desktopu
Multimediální/audio produkce
Skvělá interaktivita při intenzivním zatížení
Úspora energie
Serverové pracovní zátěže

scx_flash

Vyvinul: Andrea Righi (arighi GitHub)

Plánovač, který se zaměřuje na zajištění spravedlnosti mezi úlohami a předvídatelnosti výkonu. Tento plánovač je představen jako náhrada režimu „lowlatency“ v scx_bpfland.

Případy použití:

Hraní her
Pracovní zátěže citlivé na latenci, jako je multimediální nebo audio zpracování v reálném čase
Potřeba odezvy v situacích s nadměrným zatížením
Konzistence výkonu

scx_lavd

Vyvinul: Changwoo Min (multics69 GitHub).

Stručný úvod k LAVD od Changwoo:

LAVD je nový algoritmus plánování, který je stále ve vývoji. Jeho motivací jsou herní pracovní zátěže, které jsou kritické z hlediska latence a náročné na komunikaci. Jeho cílem je minimalizovat špičky latence při zachování celkově dobré propustnosti a spravedlivého využití času procesoru mezi úlohami.

Případy použití:

Hraní her
Audio produkce
Pracovní zátěže citlivé na latenci
Použití na desktopu
Skvělá interaktivita při intenzivním zatížení
Úspora energie

Jednou z hlavních a skvělých funkcí, které LAVD zahrnuje, je Core Compaction., což bez zabíhání do technických detailů znamená: Když je využití procesoru < 50 %, aktuálně aktivní jádra poběží déle a s vyšší frekvencí. Mezitím nečinná jádra zůstanou v C-stavu (spánek) mnohem déle, čímž se dosáhne menší celkové spotřeby energie.

scx_rusty

Vyvinul: David Vernet (Byte-Lab GitHub)

Rusty nabízí širokou škálu funkcí, které zlepšují jeho schopnosti a poskytují větší flexibilitu pro různé případy použití. Jednou z těchto funkcí je nastavitelnost, která vám umožňuje přizpůsobit Rusty tak, aby vyhovoval vašim preferencím a specifickým požadavkům.

Případy použití:

Hraní her
Pracovní zátěže citlivé na latenci
Použití na desktopu
Multimediální/audio produkce
Pracovní zátěže citlivé na latenci
Skvělá interaktivita při intenzivním zatížení
Úspora energie

Pro podrobnější informace o tom, co lze u Rustyho ladit. Podívejte se na stránku nápovědy

scx_rusty --help

Obecná doporučení

LAVD Autopilot & Autopower

Citáty od Changwoo Min:

V režimu autopilota plánovač upravuje svůj režim napájení Úsporný, Vyvážený nebo Výkonný na základě zatížení systému, konkrétně využití procesoru
Autopower: Automaticky rozhoduje o režimu napájení plánovače na základě energetického profilu systému, tj. EPP (Energy Performance Preference).

# Autopower lze aktivovat pomocí následujícího příznaku:
--autopower
# např.:
scx_lavd --autopower

Zakázat ananicy-cpp

Chcete-li zakázat/zastavit ananicy-cpp, spusťte následující příkaz:

systemctl disable --now ananicy-cpp

Přechod ze scx.service na scx_loader: Komplexní průvodce

Nejprve začněme s podrobným porovnáním struktury souboru scx.service se strukturou konfiguračního souboru scx_loader.

Pokud jste dříve měli spuštěný LAVD se starou scx.service, jako v následujícím příkladu:

# Seznam scx_plánovačů: scx_bpfland scx_central scx_flash scx_lavd scx_layered scx_nest scx_qmap scx_rlfifo scx_rustland scx_rusty scx_simple scx_userland
SCX_SCHEDULER=scx_lavd

# Nastavení vlastních příznaků pro plánovač
SCX_FLAGS='--performance'

Pak bude ekvivalent v konfiguračním souboru scx_loader vypadat takto:

default_sched = "scx_lavd"
default_mode = "Auto"

[scheds.scx_lavd]
auto_mode = ["--performance"]

Pro více informací o tom, jak konfigurovat soubor scx_loader

Pro snadný přechod ze služby systemd scx na nový nástroj scx_loader postupujte podle níže uvedeného průvodce.

 systemctl disable --now scx.service && systemctl enable --now scx_loader.service

# Editor Micro vytvoří nový soubor.
sudo micro /etc/scx_loader.toml
# Přidejte následující řádky:

default_sched = "scx_bpfland" # Upravte tento řádek na plánovač, který má scx_loader spouštět při spuštění
default_mode = "Auto" # Možné hodnoty: "Auto", "Gaming", "LowLatency", "PowerSave".

# Stisknutím CTRL + S uložte změny a CTRL + Q pro ukončení Micro.

Restartování scx_loaderu
```
systemctl restart scx_loader.service
```
- Hotovo, scx_loader nyní načte a spustí požadovaný plánovač.

Ladění v scx_loaderu

Kontrola stavu služby
```
systemctl status scx_loader.service
```
Zobrazení všech záznamů protokolu služby
```
journalctl -u scx_loader.service
```
Zobrazení pouze protokolů aktuální relace.
```
journalctl -u scx_loader.service -b 0
```
Rozšířené protokolování

Chcete-li získat podrobnější protokol, postupujte podle těchto kroků.

Úprava souboru služby
```
sudo systemctl edit scx_loader.service
```
Přidejte následující řádek do sekce [Service]
```
Environment=RUST_LOG=trace
```

sudo systemctl restart scx_loader.service

Znovu zkontrolujte protokoly pro podrobnější informace o ladění.

FAQ

Proč plánovač X funguje hůře než ostatní?

Při jejich porovnávání je třeba zvážit mnoho proměnných. Například, jak měří váhu úlohy? Upřednostňují interaktivní úlohy před neinteraktivními? V konečném důsledku to závisí na jejich konstrukčních rozhodnutích.

Proč všichni tvrdí, že tento plánovač X je nejlepší pro případ X, ale pro mě nefunguje tak dobře?

Stejně jako v předchozí odpovědi, volba procesoru a jeho konstrukce, jako je rozložení jader, způsob sdílení mezipaměti mezi jádry a další související faktory, mohou vést k méně efektivnímu fungování plánovače.
Proto je jednou z hlavních výhod frameworku sched-ext možnost výběru, takže se nebojte vyzkoušet jeden a zjistit, který nejlépe vyhovuje vašemu případu použití. Příklady: stabilita fps, maximální výkon, odezva při intenzivním zatížení atd.

Případy použití těchto plánovačů jsou si docela podobné… proč tomu tak je?

Především proto, že se jedná o víceúčelové plánovače, což znamená, že se dokážou přizpůsobit různým pracovním zátěžím, i když v každé oblasti nemusí vynikat.
Chcete-li zjistit, který plánovač vám nejlépe vyhovuje, není lepší rady, než si ho sami vyzkoušet.

Chybí mi plánovač, o kterém se někteří uživatelé zmiňují nebo testují na serveru CachyOS Discord

Ujistěte se, že používáte vývojovou verzi balíčku scx-scheds s názvem scx-scheds-git

Jedním z důvodů bude, že tento plánovač je velmi nový a v současné době je testován uživateli, proto ještě nebyl přidán do balíčku scx-scheds-git.

Proč se plánovač náhle zhroutil? Je nestabilní?

Může existovat několik důvodů, proč se to stalo:
- Jedním z nejčastějších důvodů je, že jste používali ananicy-cpp společně s plánovačem. Proto jsme přidali toto varování
- Dalším důvodem může být, že pracovní zátěž, kterou jste spouštěli, překročila limity a kapacitu plánovače, což způsobilo jeho zablokování.
  - Příklad nepřiměřené pracovní zátěže: hackbench
- Nebo zjevnější důvod, našli jste chybu v plánovači, pokud ano. Nahlaste ji prosím jako problém v jejich GitHubu nebo jim o ní dejte vědět na kanálu CachyOS Discord sched-ext

Dříve jsem používal scx_loader v GUI Správce jádra. Musím stále dodržovat kroky přechodu?

V tomto konkrétním případě to není nutné, protože Správce jádra již proces přechodu řeší.
- Pokud jste dříve nepřidali vlastní příznaky do /etc/default/scx a stále je chcete používat.

Zjistěte více

Pokud se chcete dozvědět více o frameworku sched-ext. Podívejte se na odkazy níže.