BOINC, systemd et priorité des processus sous Linux, la suite

Dans mon précédent billet j'avais pensé avoir réglé mon problème, le démon BOINC laissant toutes les ressources processeur libres en cas de besoin.
Pour cela j'avais configuré systemd pour allouer une priorité faible au cgroup contenant les processus de calculs BOINC:
sudo systemctl set-property boinc.service CPUWeight=1
Comme noté dans les commentaires, cet attribut n'est pas disponible dans les versions de systemd antérieures à 231, où il remplace l'attribut CPUShares.
L'équivalent pour ces versions est: systemctl set-property boinc.service CPUShares=2
Ce changement reflète une modification de l'interface cgroups du noyau, où l'attribut cpu.shares est remplacé par cpu.weight. Or cette modification n'a pas encore été intégrée dans la branche principale, ce qui conduit systemd à convertir la valeur de CPUWeight à son équivalent cpu.shares sur mon système.

Pourtant j'ai remarqué que la lecture de vidéos n'était pas fluide sur mon système. En renouvelant l'expérience précédemment décrite les résultats montraient que BOINC ne laissait pas libres toutes les ressources du processeur.
Après avoir lu quelque documentation comme la page de manuel de systemd sur la gestion des ressources et la documentation du noyau sur les cgroups, j'ai pu comprendre d'où venait le problème.
Les cgroups sont organisés hiérarchiquement. Les ressources processeur définies dans un cgroup sont partagées entre les cgroups ayant le même parent.
De plus systemd utilise une hiérarchie spécifique pour grouper les processus du système, nommée slices. systemd sépare les processus utilisés par des services et ceux utilisés par les sessions utilisateurs dans des slices différentes, user.slice et system.slice, qui font partie de la slice racine .slice. Ceci peut-être observé avec la commande systemd-cglsqui représente un arbre des processus, services et slices. Ces slices sont ensuites reflétées dans l'organisation des cgroups créés par systemd.
Le service BOINC est donc lancé dans la slice system.slice, comme la plupart des autres services. Cela signifie qu'il partage son temps processeur avec les autres service dans cette slice selon la configuration CPUWeight donnée, et que la slice partage cette ressource avec les autres slices selon leurs configurations propres.
Celle ci est pour a slice contenant les services et celle contenant les sessions des utilisateurs:
% cat /sys/fs/cgroup/cpu/system.slice/cpu.shares
1024
% cat /sys/fs/cgroup/cpu/user.slice/cpu.shares
1024

Les deux slices ont donc le même nombre de shares configuré. Le résultat est que si chacune demande toutes les ressources processeur disponible, chacune aura 50% du temps disponible alloué. Et donc dans le cas de BOINC, l'utilisateur n'a que 50% du temps processeur disponible !
Une solution est de créer une slice dédiée pour BOINC, et de lui allouer une faible priorité.
On procède en créant la configuration de la slice dans le fichier /etc/systemd/system/lowprio.slice qui a le contenu suivant:

[Unit]
Description=Slice with low CPU priority
DefaultDependencies=no
Before=slices.target
[Slice]
CPUWeight=1

Ensuite on surcharge la configuration du service BOINC en créant un fichier /etc/systemd/system/boinc.service avec le contenu suivant:

.include /usr/lib/systemd/system/boinc.service
[Service]
Slice=lowprio.slice

Finalement on recharge la configuration de systemd et redémarre le service BOINC:

% sudo systemctl daemon-reload
% sudo systemctl restart boinc.service

On peut maintenant relance la même expérience qu'auparavant, mais en utilisant la commande systemd-cgtop qui montre l'utilisation du processeur par groupe:

Control Group Procs %CPU Memory Input/s Output/s
/ 72 558.4 5.1G - -
/lowprio.slice 8 520.0 - - -
/user.slice 47 33.8 - - -
/system.slice 16 2.9 - - -
/init.scope 1 - - - -
/lowprio.slice/boinc.service 8 - - - -

On remarque que boinc.service n'a pas de temps CPU comptabilisé. C'est parce que j'ai retiré l'attribut CPUWeight pour le service, ce qui désactive le suivi de l'utilisation processeur de son cgroup. Ce n'est pas un problème car le cgroup parent lowprio.slice le comptabilise, et utilise environ 558% de temps processeur.
On relance l'expérimentation en lançant la commande % for i in `seq 8`; do sha512sum /dev/zero&;done.
Cette fois cgtop montre que toutes les ressources processeurs sont attribuées à la slice contenant les sessions utilisateurs user.slice:

Control Group Procs %CPU Memory Input/s Output/s
/ 80 800.0 5.4G - -
/user.slice 55 784.4 - - -
/lowprio.slice 8 10.8 - - -
/system.slice 16 4.0 - - -
/init.scope 1 - - - -
/lowprio.slice/boinc.service 8 - - - -

On note que system.slice est aussi utilisée car le serveur d'affichage Xorg est lancé dans cette slice, et je joue une vidéo en parallèle. Il faut donc allouer une priorité suffisante à ce groupe pour ne pas impacter la vitesse d'affichage.
Pour conclure on peut noter que l'utilisation des cgroups et de systemd a fortement compliqué la configuration de l'allocation des ressources processeur du système. Il m'a fallu pas mal de temps pour comprendre comment revenir au comportement voulu par BOINC, c'est à dire de laisser toutes les ressources processeur disponibles quand n'importe quel autre programme en a besoin.