MicRun 资源映射参考

概述

本文档详细说明 MicRun 如何将容器资源（来自 Kubernetes/containerd）映射到 RTOS 客户机的资源配置。

CPU 资源映射

核心概念

概念

说明

pCPU

物理 CPU 核心，实际的硬件计算单元

vCPU

虚拟 CPU，Hypervisor 呈现给客户机的 CPU 抽象

cpuset

CPU 亲和性设置，限制进程/客户机只能在指定的 pCPU 上运行

映射关系

Container CPU Share (cpu.shares) <==(放缩比例 1024:256)==> RTOS Client CPU Weight
Container Quota/Period (cpu.quota/cpu.period) <==(放缩比例 1:100)==> RTOS Client CPU Capacity
Container cpuset (cpu.cpus) <====> RTOS Client CPUS (CPU 亲和性)

详细映射规则

CPU Shares (权重)

容器侧

RTOS 侧

转换公式

cpu.shares (默认 1024, 范围 2-262144)

CPUWeight (默认 256, 范围 1-65535)

weight = max(1, min(shares / 4, 65535))

CPU Quota/Period (绝对限制)

容器侧

RTOS 侧

说明

cpu.quota (微秒)

CPUCapacity (%)

容量 = (quota × 100) / period

cpu.period (微秒，通常 100000)

调度周期长度

核心约束规则：

effective_capacity = min(
    (quota × 100) / period,   # quota/period 转换的百分比容量
    cpuset_size × 100          # cpuset 核心数 × 100%
)

CPU Set (亲和性)

容器侧

RTOS 侧

格式

cpu.cpus (“0-3” 或 “0,1,3”)

ClientCpuSet

直接传递 CPU 亲和性设置

VCPU 数量策略

策略

说明

默认

VCPU = 1，大多数 RTOS 客户机只需要 1 个 vCPU

vcpu_pcpu_binding=true

VCPUs : PCPUs = 1:1，每个 vCPU 绑定到物理核心

Shared CPU Pool

  • shared_cpu_pool 选项：sandbox 内的所有容器都只能运行在指定的 CPU pool 上

  • 注意：机器上可能有多个 sandbox，它们的 CPU pool 范围可能重合

内存资源映射

映射关系

无容器内存限制                     <====> RTOS Client pedestal max memory
Container memory limit            <====> RTOS Client memory limit
Container memory reservation      <====> RTOS Client memory min

术语说明

术语

说明

Container 语境

使用 container memory limit, minimal memory

libmica 语境

使用 RTOS Client memory resource

memorymaxmb

对应 OCI spec 中的 mem.Limit

mem min

对应 OCI spec 中的 mem.Reservation

内存阈值管理

  • memoryThreshold 单调递增，只能增加不能减少

  • 确保 memory threshold >= container memory limit

  • memorymaxmb 对应 mica create message 中的 memory

不支持/忽略的资源

资源类型

处理方式

原因

oom_score_adj

部分忽略

RTOS 无 OOM killer 概念

hugepage_limits

暂时忽略

依赖 RTOS 支持

unified (cgroup v2)

完全忽略

不适用于 RTOS 环境

memory_swap_limit_in_bytes

忽略

Xen 环境下不支持 swap

cpu.mems (NUMA)

暂时不处理

未来可扩展

Kubernetes 资源映射

K8s 到 cgroup 的转换

K8s 字段

cgroup 字段

转换方式

requests.cpu

cpu.shares

MilliCPUToShares() 转换

limits.cpu

cpu.quota/period

MilliCPUToQuota() 转换

limits.memory

memory.limit_in_bytes

直接转换

权重转换公式

\[W(S) = \max{1, \min{\frac{S}{R}, 65535}}; \quad R=4\]

其中 S 为 cgroup cpu.shares 值 (2-262144)

配置优先级

配置来源优先级（从高到低）：

  1. Annotation - Pod/容器注解

  2. Config Files - /etc/mica/micrun/micrun.conf (INI/TOML 格式)

  3. Environment Variables - MICRUN_CONF_FILE, MICRUN_CONF_DIR

  4. Default Values

注解配置示例

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: rtos-pod
  annotations:
    io.kubernetes.cri.cpuset-cpus: "0-3"
    org.openeuler.micrun.runtime.vcpu_pcpu_binding: "true"
spec:
  containers:
  - name: rtos-app
    image: localhost:5000/mica-rtos-app:latest
    resources:
      limits:
        cpu: "1000m"
        memory: "512Mi"

高级配置选项

静态资源管理

注解

值

说明

org.openeuler.micrun.runtime.static_resource

true/false

启用后资源热更新将被忽略

vCPU 固定

注解

值

说明

org.openeuler.micrun.runtime.enable_vcpus_pinning

true/false

每个 vCPU 绑定到物理核心

共享 CPU 池

通过配置文件 shared_cpu_pool = true 启用共享 CPU 池模式，允许多个 RTOS 容器共享 CPU 资源。此选项在 /etc/mica/micrun/micrun.conf 中配置，不是注解。

大页支持

注解

值

说明

org.openeuler.micrun.runtime.hugepage_enable

true/false

启用大页内存支持

代码实现

关键文件

文件

说明

pkg/pedestal/planner.go

资源解析，PlanEssentialResources(), linuxResourceToEssential()

pkg/pedestal/resources.go

资源结构定义 EssentialResource

pkg/pedestal/xen.go

CPU shares 到 weight 转换 ShareToWeight()

pkg/oci/oci_configs.go

内存阈值计算 calculateClientMemThreshold()

关键函数

// CPU 资源转换 (pkg/pedestal/planner.go)
func PlanEssentialResources(spec *specs.Spec) *EssentialResource
func linuxResourceToEssential(spec *specs.Spec, convertShares bool) *EssentialResource

// CPU shares 到 weight 转换 (pkg/pedestal/xen.go)
func ShareToWeight(shares uint64) uint32

// 内存阈值管理 (pkg/oci/oci_configs.go)
func calculateClientMemThreshold(config *cntr.ContainerConfig, runtimeCfg *RuntimeConfig) uint32

测试验证

测试场景

场景

配置

预期结果

cpuset 更严格

quota=200%, cpuset=”0”

capacity=100%

quota 更严格

quota=50%, cpuset=”0-3”

capacity=50%

只有 cpuset

无 quota, cpuset=”0-1”

capacity=200%

只有 quota

quota=150%, 无 cpuset

capacity=150%

与 runc 语义对齐

MicRun 实现了与 runc 相同的资源限制语义：

  • cpuset：作为物理天花板

  • quota/period：作为逻辑上限

  • 最终限制：取两者的最小值