Результаты тестирования системных вызовов
Первый пакет тестов содержал тесты чистых POSIX-совместимых системных вызовов. Пользовательская программа должна была зафиксировать реальное время в тактах системных часов (на частоте 60 Гц), затем миллионы раз произвести системный вызов, после чего снова зафиксировать реальное время. Время обработки системного вызова вычислялось как разность между конечным и начальным временем, деленная на число вызовов, за вычетом накладных расходов на организацию цикла, которые измерялись отдельно. Число итераций цикла было разным для каждого теста, поскольку тестирование 100 миллионов раз вызова getpid было разумным, но чтение 100 миллионов раз из 64-магабайтного файла заняло бы слишком много времени. Все тесты выполнялись на незагруженной системе. Для этих тестов частоты успешных обращений к кэшу ЦП и кэшу файлового сервера предположительно составляли 100%. Результаты показаны на рис. 5.
Рис. 5. Время системных вызовов для драйверов, выполняемых в режиме ядра, и драйверов, выполняемых в пользовательском режиме. Все значения времени представлены в микросекундах.
Кратко проанализируем результаты этих тестов. Выполнение системного вызова getpid заняло 0.831 мсек при использовании ядерных драйверов и 1.011 мсек при использовании драйверов, работающих в режиме пользователя. При выполнении этого вызова от пользовательского процесса менеджеру памяти посылается одиночное сообщение, на которое немедленно получается ответ. При использовании драйверов, выполняемых в режиме пользователя, вызов выполняется медленнее из-за наличия проверки прав процессов на посылку таких сообщений. При выполнении такого простого вызова существенное замедление вызывают даже несколько дополнительных строк кода. Хотя в процентах разница составляет 22%, на каждый вызов тратится лишь 180 дополнительных наносекунд, так что даже при частоте 10,000 обращений в секунду потери составляют всего 2.2 мсек в секунду, гораздо меньше 1%. При выполнении вызова lseek производится гораздо большая работа, и поэтому относительные накладные расходы снижаются до 11%. При выполнении открытия и закрытия файла этот показатель составляет всего 9%.
Чтение и запись 64-килобайтных участков данных занимает менее 90 мсек, и падение производительности составляет 8%. При использовании драйверов, выполняющихся в режиме пользователя, создание файла, запись в него 1 килобайта данных и удаление этих данных занимают 13.465 мсек. Из-за использования буферного кэша файлового сервера ни в одном из этих тестов не вызывались драйверы, и поэтому мы можем заключить, что другие изменения, не связанные с драйверами, замедляют систему примерно на 12%.
