KERNEL DI LINUX: LA SCUOLA SANT’ANNA ORGANIZZA ON-LINE DALL’11 AL 19 MAGGIO L’OSPM SUMMIT 2020, IL WORKSHOP INTERNAZIONALE CON I MASSIMI ESPERTI DI QUESTA COMUNITA' PER DISCUTERE LE INNOVAZIONI SUL TEMA “SCHEDULING AND POWER MANAGEMENT”

La comunità scientifica trova in questo periodo di emergenza sanitaria nuove forme di confronto, e non si ferma. E’ questo il caso del Workshop Internazionale su Scheduling e Power Management nel kernel di Linux: OSPM Summit, che si sarebbe dovuto tenere in questi giorni a Pisa presso l’Istituto di Tecnologie della Comunicazione, dell’Informazione e della Percezione (TeCIP) della Scuola Superiore Sant’Anna.

A causa dell’emergenza Covid-19, l’evento è stato convertito in un convegno on-line svolto in video-conferenza dal 11 al 19 Maggio. L’evento, organizzato da Tommaso Cucinotta e Luca Abeni, docenti di sistemi embedded presso il Laboratorio RETIS dell’Istituto TeCIP, in collaborazione con gruppi particolarmente attivi sul tema come quelli coordinati da Juri Lelli di RedHat, da Morten Rasmussen di ARM e da Claudio Scordino di Evidence s.r.l., ha l’obiettivo di confrontarsi sullo stato dell’arte delle politiche di scheduling nel kernel di Linux, utili a supportare performance real-time e controllo del consumo energetico per le piattaforme di calcolo di nuova generazione, con particolare riferimento a quelle mobili ed eterogenee.

OSPM prevede interventi dei gruppi maggiormente attivi nella realizzazione di funzionalità di scheduling e power management per il kernel di Linux provenienti da grandi realtà industriali internazionali come ARM, RedHat, Intel, Google, VMWare, Oracle, Linaro, SuSE ed IBM.

Quest’anno OSPM si focalizza, fra l’altro, su discussioni in tema di:

• sicurezza del S.O. Linux in presenza dei security bug di alcune CPU di cui si è tanto parlato (Spectre, Meltdown, L1TF), mettendo a confronto risultati sperimentali effettuati indipendentemente da più gruppi sulle modalità di scheduling necessarie per la protezione del sistema in presenza di tali bug, e le conseguenze in termini di perdite di performance sul sistema;
• funzionalità di scheduling progettate per prevenire problematiche di surriscaldamento dei microprocessori, un problema particolarmente spinoso e pervasivo su piattaforme mobili come smartphone che non possono avere ventole di raffreddamento;
• l’impatto delle funzioni avanzate di gestione dei consumi sull’interferenza tra processi interagenti su piattaforme Arm big.LITTLE, tra le più utilizzate in ambito mobile grazie alle loro particolari caratteristiche di efficienza energetica;
• l’introduzione di API per la notifica al kernel da parte dei processi che girano sul S.O. dei propri requisiti di latenza;
• funzionalità di power management per istanze di Linux che girano in macchine virtuali in ambiente cloud.

Il kernel di Linux è un sistema complesso, in continua evoluzione, che costituisce il fulcro delle performance dei numerosissimi Sistemi Operativi basati su Linux oggi disponibili: dai sistemi embedded per il controllo di robot industriali, a quelli per workstation, dai dispositivi mobili e piattaforme multimediali ai sistemi server per applicazioni web, alle infrastrutture di cloud computing, big-data processing e high-performance computing.

Linux ha un elevato utilizzo nelle applicazioni real-time, dove lo scheduler dei processi assume un ruolo fondamentale per la sua capacità di influenzare la predicibilità nell’esecuzione degli applicativi, che devono soddisfare precisi vincoli di performance e latenza.

L’attività di ricerca del laboratorio RETIS sulle politiche di scheduling per sistemi real-time ha già contribuito all’introduzione di miglioramenti al kernel di Linux.  A partire dalla versione 3.14, il kernel ufficiale ha infatti integrato SCHED_DEADLINE, risultato di attività di ricerca congiunte fra il RETIS ed Evidence s.r.l. nell’ambito del progetto Europeo ACTORS, che permette ai processi di avere garanzie di scheduling con una granularità temporale nell’ordine dei millisecondi, grazie alla sua capacità di garantire l’isolamento temporale fra diversi processi attivi che si contendono i processori disponibili sulla macchina.

L’OSPM Summit costituisce un’ottima opportunità per discutere con la comunità di Linux gli ultimi risultati della ricerca per pianificare e valutarne l’eventuale integrazione in versioni future ufficiali del kernel.