スケジューリングクラス

SunOS のカーネルは、プロセスを優先順位によってディスパッチします。スケジューラ (またはディスパッチャー) は、スケジューリングクラスの概念をサポートしています。クラスは、リアルタイム (RT)、システム (sys)、およびタイムシェアリング (TS) として定義されます。各クラスには、プロセスをディスパッチするための固有のスケジューリング方式があります。

カーネルは、もっとも優先順位が高いプロセスを最初にディスパッチします。デフォルトでは、リアルタイムプロセスが sys や TS のプロセスよりも優先されます。システム管理者は、TS と RT のプロセスの優先順位が重なり合うように設定することもできます。

次の図に、SunOS カーネルから見たクラスの概念を示します。

図 12–4 スケジューリングクラスのディスパッチ優先順位

ハードウェア割り込みは優先順位がもっとも高いので、ソフトウェアでは制御できません。割り込みを処理するルーチンは、割り込みが生じるとただちに直接ディスパッチされ、その際には現在のプロセスの優先順位は考慮されません。

リアルタイムプロセス (RT) は、ソフトウェアではもっとも高い優先順位をデフォルトで持ちます。RT クラスのプロセスは、優先順位とタイムカンタム (time quantum) 値を持ちます。RT プロセスは、厳密にこれらのパラメータに基づいてスケジューリングされます。RT プロセスが実行可能である限り、SYS や TS のプロセスは実行できません。固定優先順位スケジューリングでは、クリティカルプロセスを完了まで事前に指定された順序で実行できます。この優先順位は、アプリケーションで変更されない限り変わりません。

RT クラスのプロセスは、有限無限を問わず親プロセスのタイムカンタムを継承します。有限タイムカンタムを持つプロセスは、タイムカンタムの有効期限が切れるまで実行されます。有限タイムカンタムを持つプロセスはまた、入出力イベントを待つ間ブロックされるか、またはより高い優先順位を持つ実行可能なリアルタイムプロセスに横取りされるまで実行されます。無限タイムカンタムを持つプロセスは、プロセスが終了するか、ブロックされるか、または横取りされるまで実行されます。

SYS クラスは、ページング、STREAMS、スワッピングなどの特殊なシステムプロセスをスケジューリングするために存在します。通常のプロセスのクラスは SYS クラスには変更できません。プロセスの SYS クラスは、プロセスの開始時にカーネルによって確立された固定優先順位を持っています。

優先順位がもっとも低いのは、タイムシェアリング (TS) クラスです。TS クラスのプロセスは、各タイムスライスを数百ミリ秒として動的にスケジューリングされます。TS スケジューラは、次の値に基づいて、ラウンドロビン方式でコンテキストを切り換えることによって、すべてのプロセスに平等な機会を提供します。

• タイムスライス値

• プロセス履歴 (プロセスが最後に休眠状態に入ったときを記録する)

• CPU 使用率

デフォルトのタイムシェアリング方式では、優先順位が低いプロセスに長いタイムスライスが与えられます。

子プロセスは fork(2) を通じて、親プロセスのスケジューリングクラスと属性を継承します。exec(2) を実行しても、プロセスのスケジューリングクラスと属性は変わりません。

各スケジューリングクラスは、異なったアルゴリズムによってディスパッチされます。クラスに依存するルーチンはカーネルによって呼び出され、CPU のプロセススケジューリングが決定されます。カーネルはクラスから独立しており、優先順位がもっとも高いプロセスを待ち行列内から取り出します。各クラスは、自分のクラスのプロセスの優先順位値を計算しなければなりません。この値は、そのプロセスのディスパッチ優先順位変数に入れられます。

次の図に示すように、各クラスのアルゴリズムは独自の方法で優先順位がもっとも高いプロセスを選択して、グローバル実行待ち行列に入れます。

図 12–5 カーネルディスパッチ待ち行列

各クラスには、そのクラスのプロセスに適用される優先順位レベルのセットがあります。クラス固有のマッピングによって、この優先順位がグローバル優先順位のセットに割り当てられます。グローバルスケジューリング優先順位マッピングセットは、0 で始まっていたり、連続したりしている必要はありません。

デフォルトでは、タイムシェアリング (TS) プロセスのグローバル優先順位の値は -20 から +20 までの範囲です。このようなグローバル優先順位の値はカーネルの 0 から 40 までに割り当てられており、一時的な割り当ては 99 まであります。リアルタイム (RT) プロセスのデフォルトの優先順位は 0 から 59 までの範囲で、カーネルの 100 から 159 までに割り当てられます。カーネルのクラスに依存しないコードは、待ち行列内のグローバル優先順位のもっとも高いプロセスを実行します。