نام (NAME)

pip_stress - ارث‌بری اولویت با فرایندها

خلاصه دستور (SYNOPSIS)

pip_stress [-u|--usleep TIME]

توضیحات (DESCRIPTION)

این برنامه روش استفاده از موتکس‌های ارث‌بری اولویت (PI - Priority Inheritance) را با فرایندها به‌جای نخ‌ها نشان می‌دهد. روش انجام این کار به دست آوردن مقداری حافظه مشترک است — در این مورد با استفاده از mmap که پشتیبان یک pthread_mutex_t می‌شود، زیرا از ارث‌بری اولویت پشتیبانی خواهد کرد. به نحوه مقداردهی اولیه این بخش برای پشتیبانی از فرایندها توجه ویژه‌ای داشته باشید. تابع init_shared_pthread_mutex() این کار را با تنظیم pthread_mutexattr بر روی PTHREAD_PROCESS_SHARED و پروتکل موتکس بر روی PTHREAD_PRIO_INHERIT انجام می‌دهد.

در این برنامه عمداً تلاش می‌شود تا یک وضعیت کلاسیک وارونگی اولویت (Priority Inversion) ایجاد شود. یک فرایند با اولویت پایین موتکس را در اختیار گرفته و کارهایی را انجام می‌دهد. یک فرایند با اولویت بالا وارد شده و از آنجا که موتکس گرفته شده است، مسدود (بلاک) می‌شود. سپس یک فرایند با اولویت متوسط که نیازی به موتکس ندارد، پردازنده را در اختیار می‌گیرد. از آنجا که فرایندها به یک پردازنده محدود شده‌اند، فرایند با اولویت پایین هرگز هیچ پیشرفتی نمی‌کند، چرا که فرایند با اولویت متوسط در یک حلقه بی‌نهایت اجرا می‌شود. این یک وارونگی اولویت است زیرا فرایند با اولویت متوسط به قیمت از دست رفتن زمان فرایند با اولویت بالا در حال اجرا است. با این حال، از آنجا که ما از PRIO_INHERIT استفاده کرده‌ایم و بر روی سامانه‌ای اجرا می‌شویم که از پیش‌دستی (Preemption) پشتیبانی می‌کند، فرایند با اولویت بالا اولویت خود را به فرایند با اولویت پایین قرض می‌دهد تا پردازنده را از فرایند با اولویت متوسط پس بگیرد. سپس فرایند با اولویت پایین موتکس را آزاد کرده و فرایند با اولویت بالا می‌تواند آن را به دست آورد. هنگامی که نوبت اجرای فرایند با اولویت بالا می‌رسد، فرایند با اولویت متوسط را متوقف کرده و خاتمه می‌دهد.

ساختار وضعیت (state structure) روند پیشرفت را پیگیری می‌کند. اگرچه این برنامه طوری تنظیم شده است که احتمالاً وارونگی اولویت را فعال کند، هیچ تضمینی وجود ندارد که زمان‌بندی سامانه حتماً باعث رخ دادن آن شود. پس از اتمام برنامه، گزارش داده می‌شود که آیا وارونگی اولویت رخ داده است یا خیر. در هر صورت، این برنامه نحوه استفاده از موتکس‌های ارث‌بری اولویت را با فرایندها نشان می‌دهد.

در واقع، بهتر است در صورت امکان از سناریوهایی که در آن‌ها وارونگی اولویت رخ می‌دهد اجتناب کنید — این برنامه صرفاً برای نمایش کارکرد آن سعی در ایجاد این سناریوها دارد. اگر در ایجاد وارونگی با مشکل مواجه هستید، کافی است مدت‌زمانی را که فرایند با اولویت پایین در حین نگه‌داشتن قفل به خواب می‌رود (usleep) افزایش دهید.

همچنین توجه داشته باشید که باید برنامه را به عنوان کاربری اجرا کنید که مجوز تغییر اولویت‌های زمان‌بندی را داشته باشد.

گزینه‌ها (OPTIONS)

-u TIME,--usleep=TIME

مدت‌زمان خواب فرایند با اولویت پایین را بر حسب میکروثانیه مشخص می‌کند. مقدار پیش‌فرض ۵۰۰ است.

نویسنده (AUTHOR)

برنامه pip_stress توسط John Kacur <jkacur at redhat.com> نوشته شده است.

این صفحه راهنما نیز توسط John Kacur نوشته شده است.