《Linux内核精髓：精通Linux内核必会的75个绝技》一HACK #11cpuset

本节介绍控制物理cpu分配的cpuset。

cpuset是linux控制组（cgroup）之一，其功能是指定特定进程或线程所使用的cpu组。另外，除cpu以外，同样还能指定内存节点的分配。

以前的内核具有cpu affinity功能，该功能将线程分配给特定cpu。现在的内核中虽然也有affinity（taskset命令），但推荐使用cpuset。

用法

使用cpuset前，必须通过内核config启用cpuset功能。

config_cpusets=y

最近的发布版在标准中就已启用。cpuset就是作为cgroup提供的一个功能。因此，使用cpuset时，就需要挂载 cgroup文件系统。使用下列方法启用cpuset选项，挂载cgroup后，就可以使用cpuset（参考hack #7）。

在这里创建一个新的cpu分配组groupa。与其他cgroup同样在挂载的cgroup下创建新目录groupa，作为分组groupa。

编辑新创建分组groupa的cpuset，修改cpu分配情况。这里以仅将cpu0分配给分组groupa的情况为例进行说明。在分组groupa下的特殊文件cpuset.cpus内写入要分配的cpu编号，使用下列命令，来控制分组的cpuset。

到这一步，就完成了仅使用cpu0作为groupa的cpu分配的设置。

接下来，在这个分组groupa中添加进程。这里将当前shell添加到groupa中。使用下列命令，将pid（

$$

表示shell本身的pid）写入groupa下的task文件。

此后由当前shell启动的进程全部在这个groupa下，使用的cpu仅限于0号cpu。

现在确认所使用的cpu数量是否受限，以及产生的效果如何。本节显示的是以fedora 12为例的情况。

本示例中使用的fedora 12内核如下。

如果使用cpuset改变所使用的cpu数量会怎么样？比较内核的编译时间。

首先准备好要进行比较的编译。为了避免磁盘性能的影响，首先创建内存文件系统tmpfs，并在其中配置源文件。创建目录/tmp/build，挂载 tmpfs，命令如下所示。

本次测量的是内核源代码每次在创建的tmpfs下解压缩tarball时，使用默认config所花费的内核编译时间。使用的一系列命令行如下。

首先测量linux 2.6.33的编译时间。

将cgroup挂载到/cgroup，创建分组groupa。

接下来看一下向分组groupa分配两个cpu时的结果。

编译时间如下。

然后将cpu缩减到只有0号cpu。

可以看到，cpu数量变为1，实际花费的时间（real）增加。

下面以对虚拟化（kvm）进程所使用的cpu进行限制的情况为例，看一下将分配给kvm进程的cpu固定，并确保主机操作系统能够一直使用cpu后，是否能够减少虚拟化的影响。

这个示例同样使用fedora 12。

首先使用kvm，启动两个客户端操作系统。然后，在客户端操作系统中循环进行内核编译，加大cpu负载。

在解压缩linux 2.6.33源代码的目录下，无限循环执行make clean和make命令，增加客户端操作系统的cpu负载。

在这种情况下计算主机操作系统上的内核编译时间。同前例一样，需要创建tmpfs，消除磁盘性能的影响后再进行测量。计算结果如下。

然后，将kvm的qemu-kvm进程可以使用的cpu设置为只有0号cpu。

将启动中的qemu-kvm移动到kvm分组。

另外，ksmd（参考hack #36）也使用cpu，因此这里也将其加入kvm分组。

现在，主机操作系统的内核编译时间就变成如下所示。

可以发现，内核编译所花费的实际时间减少了接近30秒。

这是因为虚拟化的kvm进程只在cpu0上运行，在主机操作系统上就可以使用100%的cpu。

小结

本节介绍了使用linux中的cgroup的cpuset。通过使用这个功能，就可以限制特定进程所使用的cpu。从另一个角度来看，通过固定使用的cpu，还可以提高缓存的利用效率和性能。

—hiroshi shimamoto