draft/man7/sched.7

   1 .\" Copyright (C) 2014 Michael Kerrisk <mtk.manpages@gmail.com>
   2 .\" and Copyright (C) 2014 Peter Zijlstra <peterz@infradead.org>
   3 .\" and Copyright (C) 2014 Juri Lelli <juri.lelli@gmail.com>
   4 .\" Various pieces from the old sched_setscheduler(2) page
   5 .\"     Copyright (C) Tom Bjorkholm, Markus Kuhn & David A. Wheeler 1996-1999
   6 .\"     and Copyright (C) 2007 Carsten Emde <Carsten.Emde@osadl.org>
   7 .\"     and Copyright (C) 2008 Michael Kerrisk <mtk.manpages@gmail.com>
   8 .\"
   9 .\" %%%LICENSE_START(GPLv2+_DOC_FULL)
  10 .\" This is free documentation; you can redistribute it and/or
  11 .\" modify it under the terms of the GNU General Public License as
  12 .\" published by the Free Software Foundation; either version 2 of
  13 .\" the License, or (at your option) any later version.
  14 .\"
  15 .\" The GNU General Public License's references to "object code"
  16 .\" and "executables" are to be interpreted as the output of any
  17 .\" document formatting or typesetting system, including
  18 .\" intermediate and printed output.
  19 .\"
  20 .\" This manual is distributed in the hope that it will be useful,
  21 .\" but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  22 .\" MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  23 .\" GNU General Public License for more details.
  24 .\"
  25 .\" You should have received a copy of the GNU General Public
  26 .\" License along with this manual; if not, see
  27 .\" <http://www.gnu.org/licenses/>.
  28 .\" %%%LICENSE_END
  29 .\"
  30 .\" Worth looking at: http://rt.wiki.kernel.org/index.php
  31 .\"
  32 .\"*******************************************************************
  33 .\"
  34 .\" This file was generated with po4a. Translate the source file.
  35 .\"
  36 .\"*******************************************************************
  37 .TH SCHED 7 2014\-10\-02 Linux "Linux Programmer's Manual"
  38 .SH 名前
  39 sched \- スケジューリング API の概要
  40 .SH 説明
  41 .SS "API の概要"
  42 Linux のスケジューリング API は以下のとおりである。
  43 .TP
  44 \fBsched_setscheduler\fP(2)
  45 指定されたスレッドのスケジューリングポリシーとパラメーターを設定する。
  46 .TP
  47 \fBsched_getscheduler\fP(2)
  48 指定されたスレッドのスケジューリングポリシーを返す。
  49 .TP
  50 \fBsched_setparam\fP(2)
  51 指定されたスレッドのスケジューリングパラメーターを設定する。
  52 .TP
  53 \fBsched_getparam\fP(2)
  54 指定されたスレッドのスケジューリングパラメーターを取得する。
  55 .TP
  56 \fBsched_get_priority_max\fP(2)
  57 指定されたスケジューリングポリシーで利用可能な最小の優先度を返す。
  58 .TP
  59 \fBsched_get_priority_min\fP(2)
  60 指定されたスケジューリングポリシーで利用可能な最大の優先度を返す。
  61 .TP
  62 \fBsched_rr_get_interval\fP(2)
  63 「ラウンドロビン」スケジューリングポリシーでスケジューリグされるスレッドで使用される単位時間 (quantum) を取得する。
  64 .TP
  65 \fBsched_yield\fP(2)
  66 呼び出し元が CPU の使用権を明け渡して、 他のスレッドが実行できるようにする。
  67 .TP
  68 \fBsched_setaffinity\fP(2)
  69 (Linux 固有) 指定されたスレッドの CPU affinity を設定する。
  70 .TP
  71 \fBsched_getaffinity\fP(2)
  72 (Linux 固有) 指定されたスレッドの CPU affinity を取得する。
  73 .TP
  74 \fBsched_setattr\fP(2)
  75 指定されたスレッドのスケジューリングポリシーとパラメーターを設定する。 この (Linux 固有の) システムコールは
  76 \fBsched_setscheduler\fP(2) と \fBsched_setparam\fP(2) の両方の機能を持つ。
  77 .TP
  78 \fBsched_getattr\fP(2)
  79 .\"
  80 指定されたスレッドのスケジューリングポリシーとパラメーターを取得する。 この (Linux 固有の) システムコールは
  81 \fBsched_getscheduler\fP(2) と \fBsched_getparam\fP(2) の両方の機能を持つ。
  82 .SS "スケジューリングポリシー (scheduling policy)"
  83 スケジューラ (scheduler) とはカーネルの構成要素で、 次に CPU で実行される実行可能なスレッドを決定するものである。
  84 各々のスレッドには、スケジューリングポリシーと 「静的」なスケジューリング優先度 \fIsched_priority\fP が対応付けられる。
  85 スケジューラは、システム上の全スレッドのスケジューリングポリシーと 静的優先度に関する知識に基づいて決定を行う。
  86
  87 通常のスケジューリングポリシー (\fBSCHED_OTHER\fP, \fBSCHED_IDLE\fP, \fBSCHED_BATCH\fP)
  88 の下でスケジューリングされるスレッドでは、 \fIsched_priority\fP はスケジューリングの決定に使用されない
  89 (\fIsched_priority\fP には 0 を指定しなければならない)。
  90
  91 リアルタイムスケジューリングポリシー (\fBSCHED_FIFO\fP, \fBSCHED_RR\fP)  の下でスケジューリングされるスレッドは、
  92 \fIsched_priority\fP の値は 1 (最低) から 99 (最高) の範囲となる
  93 (数字から分かるように、リアルタイムスレッドは常に通常のスレッドよりも 高い優先度を持つ)。 ここで注意すべきなのは、POSIX.1\-2001
  94 が要求しているのは、 リアルタイムポリシーの実装において最低 32 種類の異なる優先度レベルが
  95 サポートされることだけであり、いくつかのシステムではこの最低限の数の 優先度しか提供されていない、ということである。 移植性が必要なプログラムでは、
  96 \fBsched_get_priority_min\fP(2)  と \fBsched_get_priority_max\fP(2)
  97 を使って、あるポリシーがサポートする優先度の範囲を調べるべきである。
  98
  99 概念としては、 スケジューラはその \fIsched_priority\fP の値それぞれに対して 実行可能なスレッドのリストを管理している。
 100 どのスレッドを次に実行するかを決定するために、 スケジューラは静的優先度の最も高い空でないリストを探して、 そのリストの先頭のスレッドを選択する。
 101
 102 各スレッドのスケジューリングポリシーは、 そのスレッドが同じ静的優先度を持つスレッドのリストの中のどこに挿入され、
 103 このリストの中をどのように移動するかを決定する。
 104
 105 全てのスケジューリングはプリエンプティブ (preemptive) である: より高い優先度のスレッドが実行可能になると、現在実行中のスレッドは実行権を
 106 取り上げられ (preempted)、そのスレッドの静的優先度レベルの待ちリストに 戻される。スケジューリングポリシーは同じ静的優先度を持つ実行可能な
 107 スレッドのリストの中で順番のみを決定する。
 108 .SS "SCHED_FIFO: ファーストインファーストアウトスケジューリング"
 109 \fBSCHED_FIFO\fP は 0 より大きな静的優先度でのみ使用できる。このポリシーでは、 \fBSCHED_FIFO\fP
 110 スレッドが実行可能になった場合、 そのポリシーが \fBSCHED_OTHER\fP、 \fBSCHED_BATCH\fP、 \fBSCHED_IDLE\fP の
 111 現在実行中のスレッドは直ちに実行権を取り上げられる。 \fBSCHED_FIFO\fP は時分割のない単純なスケジューリングアルゴリズムである。
 112 \fBSCHED_FIFO\fP ポリシーでスケジューリングされているスレッドには以下の ルールが適用される:
 113 .IP * 3
 114 より高い優先度の他のスレッドによって取って代わられた \fBSCHED_FIFO\fP スレッドはその優先度のリストの先頭に留まり続け、
 115 より高い優先度のスレッド全てが停止 (block) した場合に実行を再開する。
 116 .IP *
 117 \fBSCHED_FIFO\fP スレッドが実行可能になった時、その優先度のリストの最後 に挿入される。
 118 .IP *
 119 .\" In 2.2.x and 2.4.x, the thread is placed at the front of the queue
 120 .\" In 2.0.x, the Right Thing happened: the thread went to the back -- MTK
 121 \fBsched_setscheduler\fP(2), \fBsched_setparam\fP(2), \fBsched_setattr\fP(2) は \fIpid\fP
 122 で指定された \fBSCHED_FIFO\fP (または \fBSCHED_RR\fP) スレッドが 実行可能な場合、リストの最初に置く。
 123 結果として、もし優先度が同じだった場合、 現在実行中のスレッドに先んじるかもしれない。 (POSIX.1\-2001
 124 ではスレッドはリストの最後に行くべきと規定されている。)
 125 .IP *
 126 \fBsched_yield\fP(2)  を呼び出したスレッドはリストの最後に置かれる。
 127 .PP
 128 その他のイベントによって \fBSCHED_FIFO\fP
 129 ポリシーでスケジューリングされるスレッドが同じ優先度の実行可能なスレッドの待ちリストの中を移動することはない。
 130
 131 \fBSCHED_FIFO\fP スレッドは I/O 要求によって停止するか、 より高い優先度のスレッドによって置きかえられるか、
 132 \fBsched_yield\fP(2)  を呼び出すまで実行を続ける。
 133 .SS "SCHED_RR: ラウンドロビン (round\-robin)スケジューリング"
 134 .\" On Linux 2.4, the length of the RR interval is influenced
 135 .\" by the process nice value -- MTK
 136 .\"
 137 \fBSCHED_RR\fP は \fBSCHED_FIFO\fP の単純な拡張である。 上述された
 138 \fBSCHED_FIFO\fP に関する記述は全て \fBSCHED_RR\fP に 適用できる。異なるのは
 139 それぞれのスレッドは最大時間単位までしか実行できない ということである。
 140 \fBSCHED_RR\fP スレッドが時間単位と同じかそれより 長い時間実行されると、
 141 その優先度のリストの最後に置かれる。 より高い優先度のスレッドによって
 142 置きかえられ、その後実行を再開した \fBSCHED_RR\fP スレッドは、そのラウンド
 143 ロビン時間単位を完全に使い切る まで実行される。その時間単位の長さは
 144 \fBsched_rr_get_interval\fP(2) を使って取得できる。
 145 .SS "SCHED_DEADLINE: Sporadic task model deadline scheduling"
 146 バージョン 3.14 以降では、 Linux はデッドラインスケジューリングポリシー (\fBSCHED_DEADLINE\fP) が提供される。
 147 現在のところ、 このポリシーは GEDF (Global Earliest Deadline First) を使って CBS (Constant
 148 Bandwidth Server) との組み合わせで実装されている。 このポリシーと関連する属性の設定、取得を行うには、 Linux
 149 固有のシステムコール \fBsched_setattr\fP(2) と \fBsched_getattr\fP(2) を使用する必要がある。
 150
 151 A sporadic task is one that has a sequence of jobs, where each job is
 152 activated at most once per period.  Each job also has a \fIrelative
 153 deadline\fP, before which it should finish execution, and a \fIcomputation
 154 time\fP, which is the CPU time necessary for executing the job.  The moment
 155 when a task wakes up because a new job has to be executed is called the
 156 \fIarrival time\fP (also referred to as the request time or release time).  The
 157 \fIstart time\fP is the time at which a task starts its execution.  The
 158 \fIabsolute deadline\fP is thus obtained by adding the relative deadline to the
 159 arrival time.
 160
 161 The following diagram clarifies these terms:
 162
 163 .in +4n
 164 .nf
 165 arrival/wakeup                    absolute deadline
 166      |    start time                    |
 167      |        |                         |
 168      v        v                         v
 169 \-\-\-\-\-x\-\-\-\-\-\-\-\-xooooooooooooooooo\-\-\-\-\-\-\-\-x\-\-\-\-\-\-\-\-x\-\-\-
 170               |<\- comp. time \->|
 171      |<\-\-\-\-\-\-\- relative deadline \-\-\-\-\-\->|
 172      |<\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\- period \-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\->|
 173 .fi
 174 .in
 175
 176 When setting a \fBSCHED_DEADLINE\fP policy for a thread using
 177 \fBsched_setattr\fP(2), one can specify three parameters: \fIRuntime\fP,
 178 \fIDeadline\fP, and \fIPeriod\fP.  These parameters do not necessarily correspond
 179 to the aforementioned terms: usual practice is to set Runtime to something
 180 bigger than the average computation time (or worst\-case execution time for
 181 hard real\-time tasks), Deadline to the relative deadline, and Period to the
 182 period of the task.  Thus, for \fBSCHED_DEADLINE\fP scheduling, we have:
 183
 184 .in +4n
 185 .nf
 186 arrival/wakeup                    absolute deadline
 187      |    start time                    |
 188      |        |                         |
 189      v        v                         v
 190 \-\-\-\-\-x\-\-\-\-\-\-\-\-xooooooooooooooooo\-\-\-\-\-\-\-\-x\-\-\-\-\-\-\-\-x\-\-\-
 191               |<\-\- Runtime \-\-\-\-\-\-\->|
 192      |<\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\- Deadline \-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\->|
 193      |<\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\- Period \-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\->|
 194 .fi
 195 .in
 196
 197 .\" FIXME It looks as though specifying sched_period as 0 means
 198 .\"       "make sched_period the same as sched_deadline".
 199 .\"       This needs to be documented.
 200 3 角デッドラインスケジューリングパラメーターは \fIsched_attr\fP 構造体の \fIsched_runtime\fP,
 201 \fIsched_deadline\fP, \fIsched_period\fP フィールドに対応する。 これらのフィールドはナノ秒単位の値である。
 202 \fIsched_period\fP に 0 が指定された場合 \fIsched_deadline\fP と同じ値になる。
 203
 204 カーネルでは以下の関係が成り立つことが求められる。
 205
 206     sched_runtime <= sched_deadline <= sched_period
 207
 208 .\" See __checkparam_dl in kernel/sched/core.c
 209 In addition, under the current implementation, all of the parameter values
 210 must be at least 1024 (i.e., just over one microsecond, which is the
 211 resolution of the implementation), and less than 2^63.  If any of these
 212 checks fails, \fBsched_setattr\fP(2)  fails with the error \fBEINVAL\fP.
 213
 214 The CBS guarantees non\-interference between tasks, by throttling threads
 215 that attempt to over\-run their specified Runtime.
 216
 217 To ensure deadline scheduling guarantees, the kernel must prevent situations
 218 where the set of \fBSCHED_DEADLINE\fP threads is not feasible (schedulable)
 219 within the given constraints.  The kernel thus performs an admittance test
 220 when setting or changing \fBSCHED_DEADLINE\fP policy and attributes.  This
 221 admission test calculates whether the change is feasible; if it is not
 222 \fBsched_setattr\fP(2)  fails with the error \fBEBUSY\fP.
 223
 224 For example, it is required (but not necessarily sufficient) for the total
 225 utilization to be less than or equal to the total number of CPUs available,
 226 where, since each thread can maximally run for Runtime per Period, that
 227 thread's utilization is its Runtime divided by its Period.
 228
 229 In order to fulfil the guarantees that are made when a thread is admitted to
 230 the \fBSCHED_DEADLINE\fP policy, \fBSCHED_DEADLINE\fP threads are the highest
 231 priority (user controllable) threads in the system; if any \fBSCHED_DEADLINE\fP
 232 thread is runnable, it will preempt any thread scheduled under one of the
 233 other policies.
 234
 235 A call to \fBfork\fP(2)  by a thread scheduled under the \fBSCHED_DEADLINE\fP
 236 policy will fail with the error \fBEAGAIN\fP, unless the thread has its
 237 reset\-on\-fork flag set (see below).
 238
 239 .\"
 240 .\" FIXME Calling sched_getparam() on a SCHED_DEADLINE thread
 241 .\"       fails with EINVAL, but sched_getscheduler() succeeds.
 242 .\"       Is that intended? (Why?)
 243 .\"
 244 A \fBSCHED_DEADLINE\fP thread that calls \fBsched_yield\fP(2)  will yield the
 245 current job and wait for a new period to begin.
 246 .SS "SCHED_OTHER: Linux のデフォルトの時分割スケジューリング"
 247 .\"
 248 \fBSCHED_OTHER\fP は静的優先度 0 でのみ使用できる。 \fBSCHED_OTHER\fP は Linux 標準の時分割スケジューラで、
 249 特別なリアルタイム機構を必要としていない全てのスレッドで使用される。 実行するスレッドは、静的優先度 0 のリストから、このリストの中だけで
 250 決定される「動的な」優先度 (dynamic priority) に基いて決定される。 動的な優先度は (\fBnice\fP(2),
 251 \fBsetpriority\fP(2), \fBsched_setattr\fP(2) により設定される) nice 値に基づいて決定されるもので、
 252 単位時間毎に、スレッドが実行可能だが、スケジューラにより実行が拒否された 場合にインクリメントされる。 これにより、全ての \fBSCHED_OTHER\fP
 253 スレッドでの公平性が保証される。
 254 .SS "SCHED_BATCH: バッチプロセスのスケジューリング"
 255 (Linux 2.6.16 以降)  \fBSCHED_BATCH\fP は静的優先度 0 でのみ使用できる。 このポリシーは (nice 値に基づく)
 256 動的な優先度にしたがってスレッドの スケジューリングが行われるという点で、\fBSCHED_OTHER\fP に似ている。
 257 異なるのは、このポリシーでは、スレッドが常に CPU に負荷のかかる (CPU\-intensive)  処理を行うと、スケジューラが仮定する点である。
 258 スケジューラはスレッドを呼び起こす毎にそのスレッドにスケジューリング上の ペナルティを少し課し、その結果、このスレッドはスケジューリングの決定で
 259 若干冷遇されるようになる。
 260
 261 .\" The following paragraph is drawn largely from the text that
 262 .\" accompanied Ingo Molnar's patch for the implementation of
 263 .\" SCHED_BATCH.
 264 .\" commit b0a9499c3dd50d333e2aedb7e894873c58da3785
 265 .\"
 266 このポリシーは、非対話的な処理だがその nice 値を下げたくない処理や、 (処理のタスク間で) 余計なタスクの置き換えの原因とある対話的な処理なしで
 267 確定的な (deterministic) スケジューリングポリシーを適用したい処理に 対して有効である。
 268 .SS "SCHED_IDLE: 非常に優先度の低いジョブのスケジューリング"
 269 (Linux 2.6.23 以降)  \fBSCHED_IDLE\fP は静的優先度 0 でのみ使用できる。 このポリシーではプロセスの nice
 270 値はスケジューリングに影響を与えない。
 271
 272 .\"
 273 非常に低い優先度でのジョブの実行を目的としたものである (非常に低い優先度とは、ポリシー \fBSCHED_OTHER\fP か \fBSCHED_BATCH\fP
 274 での nice 値 +19 よりさらに低い優先度である)。
 275 .SS 子プロセスでのスケジューリングポリシーのリセット
 276 各スレッドには reset\-on\-fork スケジューリングフラグがある。 このフラグがセットされると、 \fBfork\fP(2)
 277 で作成される子プロセスは特権スケジューリングポリシーを継承しない。 reset\-on\-fork フラグは以下のいずれかの方法でセットできる。
 278 .IP * 3
 279 \fBsched_setscheduler\fP(2) を呼び出す際に \fBSCHED_RESET_ON_FORK\fP フラグを \fIpolicy\fP
 280 引き数に論理和で指定する (Linux 2.6.32 以降)。
 281 .IP *
 282 \fBsched_setattr\fP(2) を呼び出し際に \fIattr.sched_flags\fP に
 283 \fBSCHED_FLAG_RESET_ON_FORK\fP フラグを指定する。
 284 .PP
 285 これらの 2 つの API で使用される定数は名前が違っている点に注意すること。 同様に reset\-on\-fork フラグの状態は
 286 \fBsched_getscheduler\fP(2) と \fBsched_getattr\fP(2) を使って取得できる。
 287
 288 reset\-on\-fork 機能はメディア再生アプリケーションでの利用を意図したものである。 複数の子プロセスを作成することで、 アプリケーションは
 289 \fBRLIMIT_RTTIME\fP リソース上限 (\fBgetrlimit\fP(2) を参照) を避けることができる。
 290
 291 より正確には、 reset\-on\-fork フラグがセットされた場合、それ以降に作成される子プロセスに以下のルールが適用される。
 292 .IP * 3
 293 呼び出したスレッドのスケジューリングポリシーが \fBSCHED_FIFO\fP か \fBSCHED_RR\fP の場合、子プロセスのポリシーは
 294 \fBSCHED_OTHER\fP にリセットされる。
 295 .IP *
 296 子プロセスが負の nice 値を持っている場合、子プロセスの nice 値は 0 にリセットされる。
 297 .PP
 298 .\"
 299 一度 reset\-on\-fork フラグが有効にされた後は、このフラグをリセットできるのは、スレッドが \fBCAP_SYS_NICE\fP
 300 ケーパビリティを持つ場合だけである。このフラグは \fBfork\fP(2) で作成された子プロセスでは無効になる。
 301 .SS 特権とリソース制限
 302 2.6.12 より前のバージョンの Linux カーネルでは、 特権スレッド (\fBCAP_SYS_NICE\fP ケーパビリティを持つスレッド) だけが
 303 0 以外の静的優先度を設定する (すなわち、リアルタイムスケジューリングポリシーを設定する) ことができる。 非特権スレッドができる変更は
 304 \fBSCHED_OTHER\fP ポリシーを設定することだけであり、さらに、 この変更を行えるのは、 呼び出し元の実効ユーザ ID
 305 がポリシーの変更対象スレッド (\fIpid\fP で指定されたスレッド) の実ユーザ ID か実効ユーザ ID と 一致する場合だけである。
 306
 307 \fBSCHED_DEADLINE\fP ポリシーを設定、変更するには、スレッドが特権 (\fBCAP_SYS_NICE\fP) を持っていなければならない。
 308
 309 Linux 2.6.12 以降では、リソース制限 \fBRLIMIT_RTPRIO\fP が定義されており、 スケジューリングポリシーが
 310 \fBSCHED_RR\fP と \fBSCHED_FIFO\fP の場合の、非特権スレッドの静的優先度の上限を定めている。
 311 スケジューリングポリシーと優先度を変更する際のルールは以下の通りである。
 312 .IP * 3
 313 非特権スレッドに 0 以外の \fBRLIMIT_RTPRIO\fP ソフトリミットが設定されている場合、
 314 非特権スレッドはそのスレッドのスケジューリングポリシーと優先度を 変更できるが、優先度を現在の自身の優先度と \fBRLIMIT_RTPRIO\fP
 315 ソフトリミットの大きい方よりも高い値に設定できないという制限が課される。
 316 .IP *
 317 \fBRLIMIT_RTPRIO\fP ソフトリミットが 0 の場合、優先度を下げるか、 リアルタイムでないポリシーへ切り替えるかの変更だけが許可される。
 318 .IP *
 319 ある非特権スレッドが別のスレッドに対してこれらの変更を行う際にも、 同じルールが適用される。変更を行えるのは、変更を行おうとするスレッド の実効ユーザ
 320 ID が変更対象のスレッドの実ユーザ ID か実効ユーザ ID と 一致している場合に限られる。
 321 .IP *
 322 .\" commit c02aa73b1d18e43cfd79c2f193b225e84ca497c8
 323 \fBSCHED_IDLE\fP ポリシーの場合には特別なルールが適用される。 2.6.39 より前の Linux
 324 カーネルでは、このポリシーで動作する非特権スレッドは、 \fBRLIMIT_RTPRIO\fP
 325 リソース上限の値に関わらず、自分のポリシーを変更することができない。 2.6.39 以降の Linux カーネルでは、非特権スレッドは、自分の nice
 326 値が \fBRLIMIT_NICE\fP リソース上限 (\fBgetrlimit\fP(2) 参照)
 327 で許可された範囲である限りは、自分のスケジューリングポリシーを \fBSCHED_BATCH\fP か \fBSCHED_NORMAL\fP
 328 ポリシーに切り替えることができる。
 329 .PP
 330 特権スレッド (\fBCAP_SYS_NICE\fP ケーパビリティを持つスレッド) の場合、 \fBRLIMIT_RTPRIO\fP の制限は無視される;
 331 古いカーネルと同じように、スケジューリングポリシーと優先度に対し 任意の変更を行うことができる。 \fBRLIMIT_RTPRIO\fP
 332 に関するもっと詳しい情報は \fBgetrlimit\fP(2)  を参照のこと。
 333 .SS "リアルタイムプロセスとデッドラインプロセスの CPU 使用量を制限する"
 334 \fBSCHED_FIFO\fP, \fBSCHED_RR\fP, \fBSCHED_DEADLINE\fP でスケジューリングされる
 335 スレッドが停止せずに無限ループに陥ると、 他の全てのより低い優先度のスレッドを永久に停止 (block) させてしまう。 Linux 2.6.25
 336 より前では、 リアルタイムプロセスが暴走してしまい、システムが止まってしまうのを防止する唯一の方法は、 (コンソールで)
 337 シェルをテスト対象のアプリケーションよりも高い静的優先度で実行することだけであった。 これによって期待通りに停止したり終了したりしないリアルタイム
 338 アプリケーションを緊急終了させることが可能になる。
 339
 340 Linux 2.6.25 以降では、 暴走したリアルタイムプロセスやデッドラインプロセスを扱う別の方法が提供されている。 一つは
 341 \fBRLIMIT_RTTIME\fP リソース上限を使ってリアルタイムプロセスが消費できる CPU 時間の上限を設定する方法である。 詳細は
 342 \fBgetrlimit\fP(2) を参照。
 343
 344 Linux 2.6.25 以降では、 2 つの \fI/proc\fP ファイルを使って、リアルタイムでないプロセスが使用できる CPU
 345 時間を一定量予約することができる。 この方法で CPU 時間をいくらか予約しておくことで、 CPU 時間が (例えば) root
 346 シェルに割り当てられ、このシェルから暴走したプロセスを殺すことができる。 これらのファイルでは両方ともマイクロ秒で時間を指定する。
 347 .TP
 348 \fI/proc/sys/kernel/sched_rt_period_us\fP
 349 このファイルは、 CPU 時間 100% にあたるスケジューリング間隔を指定する。 このファイルの値として 1 から \fBINT_MAX\fP
 350 を指定できる。 この値は実際の時間としては 1 マイクロ秒から約 35 分に相当する。 このファイルのデフォルト値は 1,000,000 (1 秒)
 351 である。
 352 .TP
 353 \fI/proc/sys/kernel/sched_rt_runtime_us\fP
 354 このファイルの値は、 システム上のリアルタイムスケジューリングやデッドラインスケジューリングの全プロセスが使用できる「期間」を指定する。
 355 このファイルの値として \-1 から \fBINT_MAX\fP\-1 を指定できる。 \-1 を指定すると、実行時間 (runtime) はスケジューリング間隔
 356 (period) と同じになる。 つまり、 CPU 時間はリアルタイムでないプロセスには確保されない (カーネル 2.6.25 より前の Linux
 357 の動作である)。 このファイルのデフォルト値は 950,000 (0.95 秒) である。 これは CPU 時間の 5%
 358 がリアルタイムやデッドラインスケジューリングポリシー以外で動作するプロセスに確保されるという意味する。
 359 .PP
 360 .SS "応答時間 (response time)"
 361 .\" as described in
 362 .\" .BR request_irq (9).
 363 I/O 待ちで停止したより高い優先度のスレッドは再びスケジューリングされる 前にいくらかの応答時間がかかる。デバイスドライバーを書く場合には "slow
 364 interrupt" 割り込みハンドラーを使用することで この応答時間を劇的に減少させることができる。
 365 .SS その他
 366 子プロセスは \fBfork\fP(2)  の際に親プロセスのスケジューリングポリシーとパラメータを継承する。 \fBexecve\fP(2)
 367 の前後で、スケジューリングポリシーとパラメータは保持される。
 368
 369 リアルタイムプロセスは大抵、ページングの待ち時間を避けるために \fBmlock\fP(2)  や \fBmlockall\fP(2)
 370 を使ってメモリロックをしなければならない。
 371 .SH 注意
 372 .PP
 373 もともとは、標準の Linux は一般目的のオペレーティングシステムとして 設計されており、バックグラウンドプロセスや対話的アプリケーション、
 374 リアルタイム性の要求が厳しくないリアルタイムアプリケーション (普通はタイミングの応答期限 (deadline) を満たす必要があるアプリケーション)
 375 を扱うことができた。 Linux カーネル 2.6 では、 カーネルのプリエンプション (タスクの置き換え) が可能であり、 新たに導入された O(1)
 376 スケジューラにより、 アクティブなタスクの数に関わらずスケジューリングに必要な時間は 固定で確定的 (deterministic)
 377 であることが保証されている。 それにも関わらず、カーネル 2.6.17 までは 真のリアルタイムコンピューティングは実現できなかった。
 378 .SS "本流の Linux カーネルでのリアルタイム機能"
 379 .\" FIXME . Probably this text will need some minor tweaking
 380 .\" by about the time of 2.6.30; ask Carsten Emde about this then.
 381 カーネル 2.6.18 から現在まで、 Linux は徐々にリアルタイム機能を備えつつ
 382 あるが、 これらの機能のほとんどは、 Ingo Molnar, Thomas Gleixner,
 383 Steven Rostedt らによって開発された、 以前の \fIrealtime\-preempt\fP パッチ
 384 からのものである。 これらのパッチが本流のカーネルに完全にマージされるま
 385 では (マージの完了はカーネル 2.6.30 あたりの予定)、 最高のリアルタイム
 386 性能を達成するには realtime\-preempt パッチを 組み込まなければならない。
 387 これらのパッチは
 388 .in +4n
 389 .nf
 390
 391 patch\-\fIkernelversion\fP\-rt\fIpatchversion\fP
 392 .fi
 393 .in
 394 .PP
 395 という名前で、
 396 .UR http://www.kernel.org\:/pub\:/linux\:/kernel\:/projects\:/rt/
 397 .UE
 398 からダウンロードできる。
 399
 400 このパッチが適用されず、かつパッチの内容の本流のカーネルへのマージが 完了するまでは、カーネルの設定では \fBCONFIG_PREEMPT_NONE\fP,
 401 \fBCONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY\fP, \fBCONFIG_PREEMPT_DESKTOP\fP の 3つのプリエンプションクラス
 402 (preemption class) だけが提供される。 これらのクラスでは、最悪の場合のスケジューリング遅延がそれぞれ
 403 全く減らない、いくらか減る、かなり減る。
 404
 405 パッチが適用された場合、またはパッチの内容の本流のカーネルへのマージが 完了した後では、上記に加えて設定項目として
 406 \fBCONFIG_PREEMPT_RT\fP が利用可能になる。この項目を選択すると、 Linux は通常のリアルタイムオペレーティングシステムに変身する。
 407 この場合には、 FIFO と RR のスケジューリングポリシーは、 真のリアルタイム優先度を持つスレッドを最悪の場合のスケジューリング遅延が
 408 最小となる環境で動作させるために使われることになる。
 409 .SH 関連項目
 410 .ad l
 411 .nh
 412 \fBchrt\fP(1), \fBtaskset\fP(1), \fBgetpriority\fP(2), \fBmlock\fP(2), \fBmlockall\fP(2),
 413 \fBmunlock\fP(2), \fBmunlockall\fP(2), \fBnice\fP(2), \fBsched_get_priority_max\fP(2),
 414 \fBsched_get_priority_min\fP(2), \fBsched_getscheduler\fP(2),
 415 \fBsched_getaffinity\fP(2), \fBsched_getparam\fP(2), \fBsched_rr_get_interval\fP(2),
 416 \fBsched_setaffinity\fP(2), \fBsched_setscheduler\fP(2), \fBsched_setparam\fP(2),
 417 \fBsched_yield\fP(2), \fBsetpriority\fP(2), \fBpthread_getaffinity_np\fP(3),
 418 \fBpthread_setaffinity_np\fP(3), \fBsched_getcpu\fP(3), \fBcapabilities\fP(7),
 419 \fBcpuset\fP(7)
 420 .ad
 421 .PP
 422 \fIProgramming for the real world \- POSIX.4\fP by Bill O. Gallmeister, O'Reilly
 423 & Associates, Inc., ISBN 1\-56592\-074\-0.
 424 .PP
 425 Linux カーネルソースのファイル \fIDocumentation/scheduler/sched\-deadline.txt\fP,
 426 \fIDocumentation/scheduler/sched\-rt\-group.txt\fP,
 427 \fIDocumentation/scheduler/sched\-design\-CFS.txt\fP,
 428 \fIDocumentation/scheduler/sched\-nice\-design.txt\fP
 429 .SH この文書について
 430 この man ページは Linux \fIman\-pages\fP プロジェクトのリリース 3.76 の一部
 431 である。プロジェクトの説明とバグ報告に関する情報は
 432 http://www.kernel.org/doc/man\-pages/ に書かれている。