Linux系統內核有待提高的七個領域

　　從本質上來說Linux的開發也沒有線路圖。要一窺全豹，以下是7個值得關注的開發熱點，基于對開發人員和內核維護人員的采訪。不是所有的新功能都進展順利，下文展現了各新功能進入內核的崎嶇之道。

　　1、虛擬化

　　認識到虛擬化在這十年里日益成為“大趨勢”，Linux內核維護者把它作為優先考慮的功能，加快了虛擬化技術添加到內核的進程。由初創公司Qumranet的Avi Kivity提供的KVM虛擬管理程序，就包含在2006年末發布的內核中并在上個月的發布中繼續升級。這個例子很好地展現了快速內核發布和緩慢企業版進展之間矛盾。

　　Novell公司的副總裁霍爾格•杜爾夫（Holger Dryoff）表示“我們認為KVM還不適合企業使用。”他補充說，在KVM能被加到SUSE Linux之前，它需要在內核子系統包括調度器的交互上經過更多的測試。

　　最近被Citrix Systems耗費5千萬美元收購的商業開源虛擬化公司XenSource，一直在游說想把自己架構的Xen虛擬機管理程序（Hypervisor）加入到內核里。內核維護人員認為添加這種虛擬化功能會大大增加維護工作量。最終XenSource的工程師放棄了，但仍繼續調整Xen以配合內核的運行。它暫時還進不了內核，只能先增加了一些支持，使Linux在運行虛擬環境時可以識別它。

　　其他的虛擬化功能發展迅速，包括KVM和Lguest。Lguest是由IBM工程師Rusty Russell開發的一個只有5000行代碼的精簡hypervisor（虛擬機管理程序），它已經包括在最近版本的內核里了。和KVM相似，它支持Intel和AMD芯片的最新虛擬化技術。但又與VMware公司的ESX Server不同，在Lguest創建的虛擬機里的操作系統知道自己是被虛擬出來的。所以在調用CPU周期時它可以直接向真正的硬件發出請求，而不是作為中間媒介而降低了效率，因此這種架構大大提高了效率。

　　2、實時操作

　　Linux在實時操作上獲得了長足的提升，因為現在它常常被用作手機和其它設備上的嵌入式系統。但最近發布的2.6.23內核顯示它在實時操作上“稍有退步”，商業嵌入式Linux廠商MontaVista 的首席技術長官（CTO）和創始人吉姆•瑞爾迪（Jim Ready）抱怨說。這個新的進程調度器更強調“公平”——這意味著要由最終用戶告訴處理器哪些待處理的任務可以獲得更高的優先級。

　　“實時用戶不需要公平，”瑞爾迪認為，因為實時要求無論CPU在做什么，都可以插入一個新的優先級以中斷操作。一個簡單的例子是，在醫療設備里監控病人呼吸的軟件在發現病人呼吸停頓時，能發送一個即時警告，軟件無論在處理什么任務都要先中斷停下來。瑞爾迪表示，除非實時性能有改善，否則MontaVista不會把新的內核整合到自己的產品中來。Gartner分析師喬治•維斯（George Weiss）預測標準版的Linux要到2008年才能成為有競爭力的實時系統。

　　3、中斷處理

　　維斯那樣說其中一個原因是因為內核開發人員正致力于使進程調度器具有實時功能。操作系統的關鍵環節是中斷的管理——它決定了哪些任務能獲得CPU的處理權，如何排列不同行為之間的優先級。如果所有的中斷處理器都可以被結合到自己的線程中去，那個線程就可以被調度并設置優先級，而不是無法預知地運行和延遲的實時響應。

　　過去三年來這樣的努力一直沒有停歇過。MontaVista的斯文•托斯滕•迪特里奇（Sven-Thorsten Dietrich）在2004年就提交了代碼，希望防止中斷處理程序為了常規任務而中斷內核，因為它們干擾了實時響應。但這些代碼的破壞性太大，以致無法獲得內核調度領域的專家Ingo Molnar的認可。這些代碼影響了一個關鍵內核功能自旋鎖（spinlock），當進程在等待需要的數據或事件時，它可以鎖定CPU。許多進程依賴于自旋鎖。Dietrich的代碼把幾百個自旋鎖減少到30個；Molnar的修訂保留了90個自旋鎖，比前者破壞性要來得少些。

　　把中斷處理器集合到一個統一的獨立線程的想法看來已開始成熟并準備進入內核了。“Ingo替換了我們的做法，但他做得很棒，” 瑞爾迪說道。MontaVista并不在乎自己的努力是否能獲得更多的榮譽，瑞爾迪理解這就是開源合作的方式，因此他接受正在進入內核的實時功能的修改。

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