第1章 Red Hat Enterprise Linux for Real Time システムのチューニングを開始する前に

手順1.1 システムをテストし、結果を解釈するには、以下を行います。

1. 低レイテンシー操作に必要なチューニング手順については、ベンダーのドキュメントを参照してください。
   この手順は、システムを System Management Mode (SMM) に変換する System Management Interrupts を減らしたり、削除したりします。システムが SMM を使用している場合は、ファームウェアが実行されており、オペレーティングシステムコードを実行していません。つまり、SMM 内で期限切れになるタイマーは、システムが通常の動作に移行するまで待機する必要があります。これにより、SMI が Linux によってブロックされず、実際に SMI を実行したことがベンダー固有のパフォーマンスカウンターレジスターで確認されるため、説明できないレイテンシーが発生する可能性があります。
   警告
   致命的なハードウェア障害が発生する可能性があるため、Red Hat は SMI を完全に無効にしないことを強く推奨します。
2. RHEL-RT および rt-tests パッケージがインストールされていることを確認します。
   この手順では、システムを適切に調整したことを確認します。
3. hwlatdetect プログラムを実行します。
   hwlatdetect は、クロックソースをポーリングして説明できないギャップを探すことで、ハードウェア/ファームウェアによって発生する遅延を検出します。
   通常、プログラムはハードウェアアーキテクチャーまたは BIOS/EFI ファームウェアによって導入される遅延を探すため、hwlatdetect の実行中にシステムに何らかの負荷をかける必要はありません。
   hwlatdetect の典型的な出力は次のようになります。

   # hwlatdetect --duration=60s
   hwlatdetect:  test duration 60 seconds
   	detector: tracer
   	parameters:
   		Latency threshold: 10us
   		Sample window:     1000000us
   		Sample width:      500000us
   		Non-sampling period:  500000us
   		Output File:       None
   
   Starting test
   test finished
   Max Latency: Below threshold
   Samples recorded: 0
   Samples exceeding threshold: 0

   上記の結果は、ファームウェアからのシステム中断を最小限に抑えるために調整されたシステムです。
   ただし、以下に示すように、システム中断を最小限に抑えるためにすべてのシステムを調整することはできません。

   # hwlatdetect --duration=10s
   hwlatdetect:  test duration 10 seconds
   	detector: tracer
   	parameters:
   		Latency threshold: 10us
   		Sample window:     1000000us
   		Sample width:      500000us
   		Non-sampling period:  500000us
   		Output File:       None
   
   Starting test
   test finished
   Max Latency: 18us
   Samples recorded: 10
   Samples exceeding threshold: 10
   SMIs during run: 0
   ts: 1519674281.220664736, inner:17, outer:15
   ts: 1519674282.721666674, inner:18, outer:17
   ts: 1519674283.722667966, inner:16, outer:17
   ts: 1519674284.723669259, inner:17, outer:18
   ts: 1519674285.724670551, inner:16, outer:17
   ts: 1519674286.725671843, inner:17, outer:17
   ts: 1519674287.726673136, inner:17, outer:16
   ts: 1519674288.727674428, inner:16, outer:18
   ts: 1519674289.728675721, inner:17, outer:17
   ts: 1519674290.729677013, inner:18, outer:17

   上記の結果は、システム クロックソース の連続読み取り中に、15 - 18 us の範囲で 10 回の遅延が発生したことを示しています。
   hwlatdetect は、原因不明の遅延を検出するために ディテクター として トレーサー メカニズムを使用していました。以前のバージョンでは、ftrace トレーサー ではなくカーネルモジュールが使用されていました。
   パラメーター は、遅延と検出の実行方法を報告します。デフォルトのレイテンシーしきい値は 10 マイクロ秒 (10 ミリ秒) で、サンプルウィンドウは 1 秒で、サンプリングウィンドウは 0.5 秒でした。
   その結果、トレーサー は指定された期間の各秒の半分の間実行される ディテクター スレッドを実行しました。
   ディテクター スレッドは、次の疑似コードを実行するループを実行します。

   t1 = timestamp()
   	loop:
   		t0 = timestamp()
   		if (t0 - t1) > threshold
   		   outer = (t0 - t1)
   		t1 = timestamp
   		if (t1 - t0) > threshold
   		   inner = (t1 - t0)
   		if inner or outer:
   		   print
   		if t1 > duration:
   		   goto out
   		goto loop
   	out:

   内部ループの比較では、t0 - t1 が指定されたしきい値 (デフォルトは 10 マイクロ秒) を超えないことがチェックされます。外側のループの比較では、ループの下部と上部の間の時間 t1 - t0 をチェックします。タイムスタンプレジスタの連続する読み取りの時間は、数十ナノ秒 (通常はレジスター読み取り、比較ジャンプ、条件付きジャンプ) である必要があります。したがって、連続する読み取り間の他の遅延がファームウェアによって導入されるか、システムコンポーネントの接続方法により行われます。
   注記
   hwlatdetector によって 内側 と 外側 に出力される値は、最良の場合の最大遅延です。レイテンシー値は、現在のシステム クロックソース (通常は タイムスタンプカウンター または TSC レジスターですが、HPET または ACPI 電源管理クロックの可能性もあります) の連続読み取り間の差分と、ハードウェアとファームウェアの組み合わせによって導入される連続読み取り間の遅延です。