在CPU上如何同時(shí)嘗試 getrandom

Jason Donenfeld 是 WireGuard 的主要開(kāi)發(fā)者，同時(shí)他也是 Linux 內(nèi)核隨機(jī)數(shù)相關(guān)代碼的維護(hù)者，近日在他的領(lǐng)導(dǎo)下，Linux 內(nèi)核的隨機(jī)數(shù)生成器代碼有了巨大幅度的改進(jìn)。

在之前的 Linux 5.17 中，Jason Donenfeld 就在隨機(jī)代碼用 BLAKE2s 代替了 SHA1，由于 BLAKE2s 自帶的特性，前者通常比后者更快更安全。經(jīng)過(guò)測(cè)試，通過(guò)這個(gè)簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換就能獲得 131% 左右的速度提升。

雖然在 Linux 5.17 中有了速度上的大幅提升，但 Jason Donenfeld 對(duì)此并沒(méi)滿足。因此在 Linux 5.18 中他對(duì)隨機(jī)代碼作出了更多的改進(jìn)。

通過(guò)查看 Linux 的 random.git［1］ 倉(cāng)庫(kù)的日志能夠看出 （上圖），開(kāi)發(fā)者 Jason Donenfeld 在最近兩天時(shí)間里進(jìn)行了大量的代碼提交。這些提交內(nèi)容都將在 3 月下旬 Linux 5.18 的合并窗口啟動(dòng)時(shí)引入內(nèi)核。

在郵件中［2］特別強(qiáng)調(diào)到，通過(guò)使用正在開(kāi)發(fā)的最新代碼，用于獲取隨機(jī)字節(jié)的 getrandom（） 調(diào)用能夠獲得更好的性能。在配備英特爾 Xeon E5-2697 v2 @ 2.70GHz CPU 和 112G 內(nèi)存的設(shè)備上進(jìn)行 stress-ng getrandom（） 基準(zhǔn)測(cè)試后，更是獲得了 8450% 的性能提升。

此次更改基本上會(huì)將之前的全局結(jié)構(gòu)（實(shí)際上是 per-numa 節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)）更改為 per-cpu 結(jié)構(gòu)，這意味著快速路徑上的許多鎖都會(huì)消失。因此，當(dāng)在具備多核的 CPU 上同時(shí)嘗試 getrandom（） 時(shí)，毫無(wú)疑問(wèn)性能會(huì)出現(xiàn)提升。只不過(guò)沒(méi)想到在測(cè)試中能帶來(lái) 8450% 的提升。

除此之外，當(dāng)從 per-numa 更改為 per-cpu 后，也將不再需要被推遲到工作隊(duì)列上線后才能進(jìn)行。也正如我之前所說(shuō)，此次改進(jìn)將會(huì)為高核心數(shù)的電腦和服務(wù)器帶來(lái)巨大收益。

原文標(biāo)題：Linux getrandom（） 獲得 8450% 性能提升

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