Wie preemptiv ist Dein Kernel?

A.E.

Hallo, ich befasse mich gerade mit den verschiedenen Kernel Versionen für Linux. Deren Module, Varianten und was die Parameter dahinter bedeuten. Nun habe ich gelesen, dass u.A. die hinterlegte Preemtion Option dafür zuständig ist, den Grad der Multitasking-Fähigkeit zu beeinflussen.

Kurze Erläuterung: https://de.abcdef.wiki/wiki/Kernel_preemption

Folgende Modis stehen hier zur Verfügung:

PREEMPT_NONE: Der Kernel ist nicht preemptiv. Er kann nicht unterbrochen werden, um die Ausführung anderer Aufgaben zu ermöglichen.
PREEMPT_VOLUNTARY: An bestimmten Punkten lässt er sich unterbrechen - für schnellere Reaktionszeit, aber keine volle Echtzeitfähigkeit.
PREEMPT_DYNAMIC: Zwischenstufe oder Kompromiss zwischen den beiden oben genannten. Hier kann er unterbrochen werden um andere Aufgaben auszuführen. Bessere Reaktionsfähigkeit mit einer gewissen Echtzeitfähigkeit, ohne die Stabilität zu gefährden.
PREEMPT_RT: RealTime bietet die höchste Echtzeitfähigkeit. Ein Echtzeit-Kernel hat für diese Option allerdings ein Patch-Set, welches weitere, komplexere Angaben im Hauptzweig benötigt.
PREEMPT_DESKTOP: Erweiterter Modus von Voluntary. Weitere Preemtion-Punkte werden hier im Code quasi "frei geschaltet" um die Reaktionszeit auf Desktop-Systemen zu verbessern.

Wie fast Alle hier (denke ich zumindest) verwende ich den Standard Kernel meiner Distribution. Die ausgelieferte Version ist hier nebensächlich.

Eine Ausgabe von uname -v zeigt:

Mein verwendeter Kernel ist mit der "dynamic" Option parametriert worden. Nun habe ich allerdings gelesen, dass für ein Desktop-System wie ich es primär nutze, mit einer Umgebung wie GNOME, xfce, MATE oder KDE und die vielzahl an Programmen die man so braucht, eine PREEMPT_DESKTOP Option dazu beitragen kann, ein flüssigeres Benutzererlebnis zu gewährleisten. Die Systemantwort soll auf Benutzereingaben und Desktop-Aufgaben verbessert sein. Nicht das mein System jetzt langsam ist, ganz im gegenteil. Aber, ich bin darauf bedacht, das die Software-Ebene auf den bestmöglichen Weg und am effektivsten mit der Hardware kommuniziert. Und natürlich alle Features voll ausnutzen. Auch denke ich, um so optimierter das Betriebssystem läuft und z.B. die CPU nutzt, die Last und somit der Stromverbrauch verbessert wird. Für meine PI's oder z.B. kleine ThinClients nicht uninteressant.

Daher interessiert mich jetzt, welche Option wird am meisten in der Standardvariante ausgeliefert, ob nun Distributed, Mainline, Stable oder Vanilla spielt keine Rolle.

Der einfachste Weg auszulesen, wie der Kernel konfiguriert (ausgeliefert) wurde ist, man schaut sich die config.gz Datei im /proc Verzeichnis an. Mit diesem Befehl sieht die Ausgabe wie folg aus:

zcat /proc/config.gz | grep PREEMPT

Wer in der Abstimmung einmal angibt, welche Option in seinem Kernel eingestellt ist, spart mir schon mal viel Zeit und Arbeit, diverse Distributionen in einer VM zu installieren und selber nach zu schauen. Zumindest hat man eine Angabe, welche Option am meisten vertreten ist. Wer die Angabe "PREEMPT_DESKTOP=y" bei sich erhält, würde ich mich freuen, wenn dann noch gepostet wird, welche Distribution und welcher Kernel verwendet wird.

Danke für Eure Forschungsergebnisse

Gonzo-3004

Code

gonzo on arch-linux ~ 
 ->  uname -v
#1 SMP PREEMPT_DYNAMIC Tue, 10 Oct 2023 21:10:21 +0000

Code

gonzo on arch-linux ~ 
 ->  zcat /proc/config.gz | grep PREEMPT
CONFIG_PREEMPT_BUILD=y
# CONFIG_PREEMPT_NONE is not set
# CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY is not set
CONFIG_PREEMPT=y
CONFIG_PREEMPT_COUNT=y
CONFIG_PREEMPTION=y
CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC=y
CONFIG_PREEMPT_RCU=y
CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC=y
CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL=y
CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS=y
CONFIG_DRM_I915_PREEMPT_TIMEOUT=640
CONFIG_DRM_I915_PREEMPT_TIMEOUT_COMPUTE=7500
# CONFIG_DEBUG_PREEMPT is not set
# CONFIG_PREEMPT_TRACER is not set
# CONFIG_PREEMPTIRQ_DELAY_TEST is not set

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Archlinux kernel 6.5.7-arch1-1

Gonzo-3004

Code

gonzo on void ~ 
 ->  uname -v
#1 SMP PREEMPT_DYNAMIC Wed Oct 11 08:20:04 UTC 2023

gonzo on void ~ 
 ->  zcat /proc/config.gz | grep PREEMPT
CONFIG_PREEMPT_BUILD=y
# CONFIG_PREEMPT_NONE is not set
CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY=y
# CONFIG_PREEMPT is not set
CONFIG_PREEMPT_COUNT=y
CONFIG_PREEMPTION=y
CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC=y
CONFIG_PREEMPT_RCU=y
CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC=y
CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL=y
CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS=y
CONFIG_DRM_I915_PREEMPT_TIMEOUT=640
CONFIG_DRM_I915_PREEMPT_TIMEOUT_COMPUTE=7500
CONFIG_DEBUG_PREEMPT=y
# CONFIG_PREEMPT_TRACER is not set
CONFIG_PREEMPTIRQ_DELAY_TEST=m

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Void Linux kernel 6.5.7_1

zeltinho

Code

uname -v
#34~22.04.1-Ubuntu SMP PREEMPT_DYNAMIC Thu Sep  7 13:12:03 UTC 2

JochenPankow

uname -v
#34~22.04.1-Ubuntu SMP PREEMPT_DYNAMIC Thu Sep 7 13:12:03 UTC 2

Spoiler anzeigen

Heißt es nicht eigentlich "präemptiv" ?

Bulvai

Endeavour Kernel

Code

#1 SMP PREEMPT_DYNAMIC Tue, 10 Oct 2023 21:10:21 +0000

Code

CONFIG_PREEMPT_BUILD=y 
# CONFIG_PREEMPT_NONE is not set 
# CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY is not set 
CONFIG_PREEMPT=y 
CONFIG_PREEMPT_COUNT=y 
CONFIG_PREEMPTION=y 
CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC=y 
CONFIG_PREEMPT_RCU=y 
CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC=y 
CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL=y 
CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS=y 
CONFIG_DRM_I915_PREEMPT_TIMEOUT=640 
CONFIG_DRM_I915_PREEMPT_TIMEOUT_COMPUTE=7500 
# CONFIG_DEBUG_PREEMPT is not set 
# CONFIG_PREEMPT_TRACER is not set 
# CONFIG_PREEMPTIRQ_DELAY_TEST is not set

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zeltinho

Zitat von JochenPankow

Spoiler anzeigen

Heißt es nicht eigentlich "präemptiv" ?

Präemptiv, preemptive, preemptiv...is doch egal. Wir wissen doch, was gemeint ist.

DenalB · Fedora Linux 40 (Workstation Edition) | Gnome 46.1 | Kernel 6.8.8-300

Zitat von zeltinho

Wir wissen doch, was gemeint ist.

Echt? Ich verstehe hier nur Bahnhof ...

seno · --> 6.6.13+bpo-amd64

uname -v
#1 SMP PREEMPT_DYNAMIC Debian 6.1.55-1 (2023-09-29)

KTT73

Code

╭─ktt73@KTTs-Kiste /home/ktt73  ‹system› 
╰─$ uname -v
#1 ZEN SMP PREEMPT_DYNAMIC Tue, 10 Oct 2023 21:09:57 +0000

Garuda 6.5.7-zen1-1-zen

Code

╭─ktt73@KTTs-Kiste /home/ktt73  ‹system› 
╰─$ zcat /proc/config.gz | grep PREEMPT
CONFIG_PREEMPT_BUILD=y
# CONFIG_PREEMPT_NONE is not set
# CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY is not set
CONFIG_PREEMPT=y
CONFIG_PREEMPT_COUNT=y
CONFIG_PREEMPTION=y
CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC=y
CONFIG_PREEMPT_RCU=y
CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC=y
CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL=y
CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS=y
CONFIG_DRM_I915_PREEMPT_TIMEOUT=640
CONFIG_DRM_I915_PREEMPT_TIMEOUT_COMPUTE=7500
# CONFIG_DEBUG_PREEMPT is not set
# CONFIG_PREEMPT_TRACER is not set
# CONFIG_PREEMPTIRQ_DELAY_TEST is not set

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zeltinho

Zitat von DenalB

Echt? Ich verstehe hier nur Bahnhof ...

Ach, Du weißt doch bestimmt, wie ich das meine.

staryvyr

Da Debian und Void hier schon anzeigt wurden (und bei mir genauso aussehen),

hier noch ein von einer meiner Linux Mint Kisten via cat /boot/config-5.15.0-86-generic

erzeugtes Ergebnis (zur Kürze die zugehörigen Zeilen herauskopiert)

Code

# CONFIG_PREEMPT_NONE is not set
CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY=y
# CONFIG_PREEMPT is not set
CONFIG_SCHED_CORE=y

CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC=y

CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS=y

CONFIG_DRM_I915_PREEMPT_TIMEOUT=640

# CONFIG_PREEMPTIRQ_DELAY_TEST is not set

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... und das wars dann auch schon.

faxxy

Bei mir dass Gleiche

Code

#1 SMP Fri May 20 08:26:00 CEST 2022

Kernel Version 5 hat diese Option noch gar nicht.

Am Laptop gibts bei Kernel 6.1 nur 3 Auswahlmöglichkeiten.

Die Meisten Distributionen werden hier Desktop nutzen da es auch vom Kernel selber Empfohlen wird und es damit die wenigsten Probleme geben wird.

Noch dazu wird in meinen Augen eine Umstellung dieser Option nicht viel mehr Leistung bringen.

Denn was bringt es diese Option hier zu "Optimieren" aber der Compiler mit dem der Kernel gebaut wird läuft auf -march=nativ. Auch die Software wurde Allgemein übersetzt ist also überhaupt nicht Optimiert worden beim compilieren.

Wenn die Low-Latency Desktop Option gesetzt wird muss dass komplette System darauf optimiert werden und ist wohl eher für besondere PC Configurationen.

Denn meistens wird wohl bei einem Otto Normal User dass System nicht so enorm und auch dauerhaft ausgelastet sein.

A.E.

Zitat von faxxy

Die Meisten Distributionen werden hier Desktop nutzen da es auch vom Kernel selber Empfohlen wird und es damit die wenigsten Probleme geben wird.

faxxy Das war auch meine Vermutung, aber bei den meisten ist wie Du siehst der Modus Dynamic gewählt, anstatt Desktop. Und das wundert mich.

vs2-free-users

Zitat von A.E.

faxxy Das war auch meine Vermutung, aber bei den meisten ist wie Du siehst der Modus Dynamic gewählt, anstatt Desktop. Und das wundert mich.

Wie von dir geschrieben ist es ein kompromiss zwischen geschwindigkeit und stabilität. Deswegen werden die das einsetzen denke ich mal.

DenalB · Fedora Linux 40 (Workstation Edition) | Gnome 46.1 | Kernel 6.8.8-300

Zitat von zeltinho

Ach, Du weißt doch bestimmt, wie ich das meine.

Denke schon. Aber ich verstehe trotzdem nur Bahnhof ...

faxxy

So hab mir heute aus Spaß mal einen Kernel (Version 6.1.53-r1) mit Low-Latency Desktop gebaut.

Hier der Kernel mit Voluntary Kernel Preemption (Desktop)

Code

#2 SMP PREEMPT_DYNAMIC Mon Oct 16 06:30:58 CEST 2023

Hier die Einstellungen dazu

Code

zcat /proc/config.gz | grep PREEMPT
CONFIG_PREEMPT_BUILD=y
# CONFIG_PREEMPT_NONE is not set
CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY=y
# CONFIG_PREEMPT is not set
CONFIG_PREEMPT_COUNT=y
CONFIG_PREEMPTION=y
CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC=y
CONFIG_PREEMPT_RCU=y
CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC=y
CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL=y
CONFIG_DRM_I915_PREEMPT_TIMEOUT=640
CONFIG_DEBUG_PREEMPT=y
# CONFIG_PREEMPT_TRACER is not set
# CONFIG_PREEMPTIRQ_DELAY_TEST is not set

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und zum Vergleich der Kernel mit Preemptible Kernel (Low-Latency Desktop)

Code

#3 SMP PREEMPT_DYNAMIC Mon Oct 16 07:11:39 CEST 2023

Hier wieder die Einstellungen dazu

Code

zcat /proc/config.gz | grep PREEMPT
CONFIG_PREEMPT_BUILD=y
# CONFIG_PREEMPT_NONE is not set
# CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY is not set
CONFIG_PREEMPT=y
CONFIG_PREEMPT_COUNT=y
CONFIG_PREEMPTION=y
CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC=y
CONFIG_PREEMPT_RCU=y
CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC=y
CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL=y
CONFIG_DRM_I915_PREEMPT_TIMEOUT=640
CONFIG_DEBUG_PREEMPT=y
# CONFIG_PREEMPT_TRACER is not set
# CONFIG_PREEMPTIRQ_DELAY_TEST is not set

Alles anzeigen

Wie man sieht sind es unterschiedliche Kernel Configurationen. Es steht jedoh bei beiden PREEMPT_DYNAMIC.

Ich weis nicht ob dass ein Version 6.1 Bug ist, ich hab im Moment auch keine Zeit und Lust auf einen unstable Kernel zu wechseln um es zu testen.

Ach und zu den Verschiedenen Modis die in Post 1 angesprochen wurden, ja es gibt 5 aber die wenigsten werden zwischen diesen Wechseln können da es im Normalen Kernel nur 3 Modis gibt. Die letzten beiden Modis kann man nur mit einem RealTime Kernel und dem Patchset dazu auswählen.

Zitat

The Linux kernel implements several preemption models. The desired model is selected at build time of the kernel. The “Fully Preemptible Kernel” preemption model must be selected to obtain Linux as an RTOS. For the sake of completeness a list and a short explanation of the existing Linux preemption models is given. The last two entries are available only with the PREEMPT_RT patch.
No Forced Preemption (server) – the traditional Linux preemption model, geared towards throughput . System call returns and interrupts are the only preemption points.
Voluntary Kernel Preemption (Desktop) – reduces the latency of the kernel by adding more “explicit preemption points” to the kernel code [. . . ] at the cost of slightly lower throughput . In addition to explicit preemption points, system call returns and interrupt returns are implicit preemption points.
Preemptible Kernel (Low-Latency Desktop) – reduces the latency of the kernel by making all kernel code (that is not executing in a critical section) preemptible. An implicit preemption point is located after each preemption disable section.
Preemptible Kernel (Basic RT) – resembles the “Preemptible Kernel (Low-Latency Desktop)” model. Besides the properties mentioned above, threaded interrupt handlers are forced (as when using the kernel command line parameter threadirqs). This model is mainly used for testing and debugging of substitution mechanisms implemented by the PREEMPT_RT patch.
Fully Preemptible Kernel (RT) – all kernel code is preemptible except for a few selected critical sections. Threaded interrupt handlers are forced. Furthermore several substitution mechanisms like sleeping spinlocks and rt_mutex are implemented to reduce preemption disabled sections. Additionally, large preemption disabled sections are substituted by separate locking constructs. This preemption model has to be selected in order to obtain real-time behavior.
References:
kernel/Kconfig.preempt

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Quelle: Preemption Models

josefine · #1 SMP PREEMPT_DYNAMIC Wed, 11 Oct 2023 05:10:50 +0000 Arch Linux LTS

#1 SMP PREEMPT_DYNAMIC Wed, 11 Oct 2023 05:10:50 +0000

Arch Linux LTS

maschu666

Code

#1 SMP PREEMPT_DYNAMIC Debian 6.5.3-1 (2023-09-13)

Code

CONFIG_PREEMPT_BUILD=y
# CONFIG_PREEMPT_NONE is not set
CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY=y
# CONFIG_PREEMPT is not set
CONFIG_PREEMPT_COUNT=y
CONFIG_PREEMPTION=y
CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC=y
CONFIG_PREEMPT_RCU=y
CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC=y
CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL=y
CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS=y
CONFIG_DRM_I915_PREEMPT_TIMEOUT=640
CONFIG_DRM_I915_PREEMPT_TIMEOUT_COMPUTE=7500
CONFIG_DEBUG_PREEMPT=y
# CONFIG_PREEMPT_TRACER is not set

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