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

   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 クロックソースをポーリングして説明のないギャップを探して、ハードウェアが生成したレイテンシーを探します。
   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り生じるレイテンシーを探すため、通常、hwlatdetect の実行中にシステムで負荷を実行する必要はありません。
   hwlatdetect の通常の出力は以下のようになります。

   # 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 clocksource、システムの読み取りの連続中に 15-18 us の範囲で表示される遅延が 10 個あることを表しています。
   hwlatdetect は、tracer メカニズムを detector として説明していない遅延の場合に使用していました。以前のバージョンの場合は、ftrace tracer ではなくカーネルモジュールを使用していました。
   parameters は、レイテンシー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。
   そのため、tracer は、指定した期間の各秒の半分で実行される detector スレッドを実行しました。
   detector スレッドは、以下の擬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:

   内部ループ比較は、t0 - t1 が指定したしきい値 (10 us デフォルト) を超えないことを確認します。外部のループ比較では、ループの下部と上位の t1 - t0 間の時間をチェックします。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

   inner および outer の hwlatdetector によって用に出力される値は、最善のケースで最大レイテンシーになります。レイテンシーの値は、現在のシステム clocksource の連続する読み取り (通常は Time Stamp Counter 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) と、ハードウェアとファームウェアの組み合わせにより生じる連続する読み取り間の遅延の間の差分です。