Nel 1991 lo studente finlandese Linus Torvalds, impegnato presso la University of Helsinki, ebbe l'idea di creare un sistema operativo simile a Unix che potese girare su un comunissimo PC.
Inspirandosi a Minix (S.O. utilizzato per scopi didattici), cominciò a progettare il cuore del sistema, il Kernel (il Kernel ha la funzione di coordinare i processi, la memoria virtuale, il file system, la rete e le periferiche).

Nell'agosto del 1991 Linus Torvalds, finito il suo lavoro, rese pubblico (attraverso un annuncio sui newsgroup) il suo progetto, offrendo a tutti la possibilità di mettere mano ed usare il nuovo sistema operativo battezzato Linux.
In poco tempo si formò una comunità molto ampia di sviluppatori e la cooperazione tra sviluppatori di tutto il mondo permise a Linux di diventare un sistema operativo affidabile e di grande qualità.

E' proprio per la sua natura quindi che i progressi di Linux, sempre tantissimi ed in costante crescita, dipendono da aggiornamenti mirati e continui al kernel (rigorosamente coordinati, seguiti e controllati dal suo inventore Linus Torvalds).

Pensare quindi che ancora oggi, dopo più di 20 anni di aggiornamenti ed onorato servizio, qualcuno sia riuscito a fare migliorie prestazionali significative sul kernel di linux, sembrerebbe un vero miracolo.
Eppure con una semplice patch (un aggiornamento), lo sviluppatore Mike Galbraith è riuscito ad abbassare i tempi di latenza ed incrementare di molto le prestazioni di Linux (in caso di sovraccarico di CPU).

La patch interverrebbe sulle priorità dei vari processi attivi, orientando il sistema operativo a destinare le risorse disponibili solo sui task (processi) che ne hanno maggior bisogno.
La patch da applicare al kernel va quindi semplicemente a modificare il comportamento dello scheduler dei task che, di conseguenza, riesce ad abbassare i tempi di latenza di ben 10 volte.

Di seguito troverete due filmati dimostrativi effettuati sullo stesso PC (fornito di processore Intel Core i7 970) appesantito da una compilazione del kernel con ben 64 job paralleli (make -j64) e, in aggiunta, la riproduzione di un filmato ad alta risoluzione (per occupare senza scampo l’intera CPU).

Se disponete di una visione fluida dei filmati (quindi una buona scheda grafica ed un buon collegamento internet) noterete come l'appesantimento di CPU che si può notare sul primo filmato (non fornito di patch), sia invece meno significativo sul secondo filmato (con la patch inserita) nonostante il carico di lavoro, riservato alla CPU, non sia in alcun modo variato.
L'efficacia della patch è quindi inoppugnabile e lo stesso Linus Tolvald ha espresso parere entusiastico, garantendo che la nuova patch verrà inclusa sul prossimo aggiornamento del kernel Linux 2.6.38 che uscirà a breve.

L'autore, tra le sue note, si è innocentemente espresso in questo modo (... voi fate finta di aver capito tutto):

Each task’s signal struct contains an inherited pointer to a refcounted autogroup struct containing a task group pointer, the default for all tasks pointing to the init_task_group. When a task calls __proc_set_tty(), the process wide reference to the default group is dropped, a new task group is created, and the process is moved into the new task group. Children thereafter inherit this task group, and increase It’s refcount. On exit, a reference to the current task group is dropped when the last reference to each signal struct is dropped. The task group is destroyed when the last signal struct referencing IT is freed. At runqueue selection time, If a task has no cgroup assignment, It’s current autogroup is used.

Come volevo farvi notare, nel secondo esempio, il cartone animato, che è un video test Open-GL, ha un flusso più continuo e non viene visualizzato più a scatti come sopra, similmente, sul trascinamento della finestra, le interferenze grafiche sono praticamente impercettibili.  Qui il sito dove trovare la patch.   Fate attenzione, consigliato solo per utenti esperti!

Precisazioni

Va premesso che la patch va ad agire in kernel-context e non in user-context, cosa che potrebbe essere di grosso impatto sulla sicurezza del kernel, anche se il gioco vale la candela!
Quanto all'ipotetico pericolo (se così possiamo definirlo), riguarderebbe un algoritmo di accesso al kernel, quindi applicare la patch non comprometterà la sicurezza del sistema, però si andrà a metter mano in qualcosa che non dovrebbe essere toccato. Nella prossima versione, con la patch fornita a livello nativo, il problema non ci dovrebbe più riguardare.

La patch di fatto va ad agire sul raggruppamento dei task relativi a ciascun TTY (la bash text-only, visualizzabile premendo i tasti CTRL+ALT+ ... ). Siccome anche il server X (la visualizzazzione a fiestra) viene eseguito su un TTY (solitamente in TTY 7 o TTY 8), si avrà un visibilissimo miglioramento anche a livello grafico.
Raggruppare i processi relativi a ciascun TTY, quindi si va ad aiutare il lavoro dello scheduler di sistema, riducendo sia il tempo di latenza massima (che viene ridotta a circa 1/10 di quella attuale) che quello di latenza media (che può arrivare addirittura ad 1/60 di quella attuale). Riducendo così tanto il tempo di latenza, il sistema riesce a reagire in maniera molto più scorrevole anche in situazioni di sovraccarico consistente della memoria.  Un saluto a tutti.

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