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NOMBRE
sched_setscheduler, sched_getscheduler - establecen y obtienen los
algoritmos/parámetros de planificación
SINOPSIS
#include <sched.h>
int sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, const struct sched_param
*p);
int sched_getscheduler(pid_t pid);
struct sched_param {
...
int sched_priority;
...
};
DESCRIPCIÓN
sched_setscheduler establece tanto la política de planificación como
los parámetros asociados para el proceso identificado por pid. Si pid
es igual a cero, se establece el planificador del proceso que hace la
llamada. La interpretación del parámetro p depende de la política
seleccionada. Actualmente se admiten en Linux las tres siguientes
políticas: SCHED_FIFO, SCHED_RR, y SCHED_OTHER; sus respectivas
semánticas se describen abajo.
sched_getscheduler pregunta por la política de planificación aplicada
actualmente al proceso identificado por pid. Si pid es igual a cero, se
obtiene la política del proceso que hace la llamada.
Políticas de Planificación
El planificador es la parte del núcleo que decide qué proceso
ejecutable será ejecutado por la CPU a continuación. El planificador de
Linux ofrece tres políticas de planificación diferentes, una para los
procesos normales y dos para aplicaciones en tiempo real. Se asigna a
cada proceso un valor de prioridad estática sched_priority y este valor
sólo puede cambiarse a través de llamadas al sistema. Conceptualmente,
el planificador mantiene una lista de procesos ejecutables para cada
posible valor sched_priority, y sched_priority puede tener un valor en
el rango de 0 a 99. Para poder determinar qué proceso se debe ejecutar
a continuación, el planificador de Linux busca en la lista no vacía con
la prioridad estática más alta y toma el proceso a la cabeza de dicha
lista. La política de planificación determina para cada proceso, dónde
se insertará en la lista de procesos con igual prioridad estática y
cómo se moverá dentro de esta lista.
SCHED_OTHER es el planificador de tiempo compartido universal
predeterminado empleado por la mayoría de los procesos; SCHED_FIFO y
SCHED_RR han sido pensados para aplicaciones especiales donde el tiempo
es crítico y necesitan un control preciso sobre la forma en la que se
seleccionan para ejecución los procesos ejecutables. A los procesos
planificados con SCHED_OTHER se les debe asignar la prioridad estática
0; los procesos planificados bajo SCHED_FIFO o SCHED_RR pueden tener
una prioridad estática en el rango de 1 a 99. Solamente los procesos
con privilegio de súper-usuario pueden obtener una prioridad estática
mayor que 0 y por tanto pueden ser planificados bajo SCHED_FIFO o
SCHED_RR. Las llamadas al sistema sched_get_priority_min y
sched_get_priority_max pueden emplearse para encontrar el rango válido
de prioridad para una política de planificación de una manera
transportable en todos los sistemas que cumplan POSIX.1b.
Toda la planificación es apropiativa: si un proceso con una prioridad
estática más alta está listo para ejecutarse, el proceso actual será
apropiado y devuelto a su lista de espera. La política de planificación
solamente determina la clasificación en la lista de procesos
ejecutables con igual prioridad estática.
SCHED_FIFO: Planificación FIFO (1º en entrar, 1º en salir).
SCHED_FIFO sólo puede emplearse con prioridades estáticas mayores que
0, lo que significa que cuando un proceso SCHED_FIFO se convierte en
ejecutable, siempre prevalecerá inmediatamente sobre cualquier otro
proceso normal SCHED_OTHER ejecutándose. SCHED_FIFO es un simple
algoritmo de planificación sin rodajas de tiempo. Para procesos
planificados bajo la política SCHED_FIFO, se aplican las siguientes
reglas: Un proceso SCHED_FIFO que ha sido apropiado por otro proceso de
mayor prioridad permanecerá en la cabeza de la lista para su prioridad
y reanudará su ejecución tan pronto como todos los procesos de
prioridad más alta se bloqueen de nuevo. Cuando un proceso SCHED_FIFO
llegue a ser ejecutable, se insertará al final de la lista para su
prioridad. Una llamada a sched_setscheduler o a sched_setparam pondrá
el proceso SCHED_FIFO (o SCHED_RR) identificado por pid al comienzo de
la lista si era ejecutable. Como consecuencia, puede apropiarse del
proceso actualmente en curso si tiene la misma prioridad. (POSIX
1003.1 especifica que el proceso debería ir al final de la lista.) Un
proceso que llame a sched_yield será colocado al final de la lista.
Ningún otro suceso moverá un proceso planificado bajo la política
SCHED_FIFO en la lista de espera de procesos ejecutables con igual
prioridad estática. Un proceso SCHED_FIFO se ejecuta hasta que es
bloqueado por una petición de E/S, hasta que sea apropiado por un
proceso de más alta prioridad, o hasta que llame a sched_yield.
SCHED_RR: Planificación circular (Round Robin).
SCHED_RR es una mejora simple de SCHED_FIFO. Todo lo descrito arriba
para SCHED_FIFO se aplica también a SCHED_RR, excepto que a cada
proceso sólo se le permite ejecutarse durante un cuanto de tiempo
máximo. Si un proceso SCHED_RR ha estado ejecutándose durante un
periodo de tiempo igual o mayor que el cuanto de tiempo, será puesto al
final de la lista para su prioridad. Un proceso SCHED_RR que ha sido
apropiado por un proceso de más alta prioridad y subsecuentemente
reanuda su ejecución como un proceso en ejecución, completará la
porción no expirada de su cuanto de tiempo de asignación en rueda. La
cantidad del cuanto de tiempo puede ser obtenida con
sched_rr_get_interval.
SCHED_OTHER: Planificación predeterminada de Linux en t.c.
SCHED_OTHER solamente puede emplearse con la prioridad estática 0.
SCHED_OTHER es el planificador estándar de Linux en tiempo compartido,
pensado para todos los procesos que no requieren mecanismos especiales
de prioridad estática en tiempo real. El proceso a ejecutarse se
escoge de la lista de prioridad estática 0 basado en una prioridad
dinámica que se determina solamente dentro de esta lista. La prioridad
dinámica se basa en el nivel de ‘nice’ (puesto por la llamada nice o
setpriority) e incrementado para cada cuanto de tiempo para el que el
proceso está listo para la ejecución, pero denegado para ella por el
planificador. Esto asegura un buen progreso entre todos los procesos
SCHED_OTHER.
Tiempo de respuesta
Un proceso de alta prioridad bloqueado esperando E/S tiene un cierto
tiempo de respuesta antes de que sea planificado otra vez. El escritor
del controlador del dispositivo puede reducir grandemente este tiempo
de respuesta empleando un manejador de interrupción de "interrupción
lenta".
Miscelánea
Los procesos hijos heredan el algoritmo y parámetros de planificación a
través de un fork.
Usualmente se necesita un bloqueo de memoria para que los procesos en
tiempo real puedan evitar demoras en la paginación; esto puede hacerse
con mlock o mlockall.
Como un bucle infinito no bloqueante en un proceso planificado bajo
SCHED_FIFO o SCHED_RR, bloqueará para siempre todos los procesos con
baja prioridad, un desarrollador de software debería siempre mantener
disponible en la consola un shell planificado bajo una prioridad
estática mayor que la de la aplicación en pruebas. Esto permitirá un
‘kill’ de emergencia en aplicaciones de tiempo real en pruebas que no
bloqueen o terminen como se espere. Como los procesos SCHED_FIFO y
SCHED_RR pueden apropiar otros procesos para siempre, sólo los procesos
de root tienen permiso para activar estas políticas bajo Linux.
Los sistemas POSIX en los cuales se dispone de sched_setscheduler y
sched_getscheduler definen _POSIX_PRIORITY_SCHEDULING en <unistd.h>.
VALOR DEVUELTO
En caso de éxito, sched_setscheduler devuelve cero. En caso de éxito,
sched_getscheduler devuelve la política para el proceso (un entero no
negativo). En caso de error, se devuelve -1 y se pone en errno un
valor apropiado.
ERRORES
ESRCH No se ha podido encontrar el proceso cuya ID es pid.
EPERM El proceso que hace la llamada no tiene los privilegios
apropiados. Solamente los procesos de root tienen permiso para
activar las políticas SCHED_FIFO y SCHED_RR. El proceso que
llame a sched_setscheduler necesita un UID efectivo igual al
EUID o al UID del proceso identificado por pid, o debe ser un
proceso del súper-usuario.
EINVAL La politica de planificación no es una de las políticas
reconocidas, o el parámetro p no tiene sentido para la politica.
CONFORME A
POSIX.1b (antiguamente POSIX.4)
FALLOS
En Linux-1.3.81, SCHED_RR no había sido aún probada cuidadosamente y
pudiera ser que no se comportara exactamente como se describe o
requiere por POSIX.1b.
NOTA
El Linux estándar es un sistema operativo de propósito general que
puede manejar procesos en segundo plano, aplicaciones interactivas y
aplicaciones flexibles de tiempo real (aplicaciones que necesitan de
forma usual cumplir límites temporales). Esta página de manual está
dirigida a esos tipos de aplicaciones.
El Linux estándar no está diseñado para soportar aplicaciones estrictas
de tiempo real, es decir, aplicaciones en las se deben garantizar los
plazos (a menudo mucho más breves que un segundo) o el sistema
fracasará catastróficamente. Como todos los sistemas operativos de
propósito general, Linux está diseñado para maximizar el rendimiento
del caso medio en lugar del rendimiento del peor caso. El rendimiento
del peor caso de Linux para el manejo de interrupciones es mucho más
pobre que su caso medio, sus distintos cerrojos del núcleo (como los de
SMP) producen tiempos de espera de máxima duracción y muchas de sus
técnicas para mejorar el rendimiento decrementan el tiempo medio
incrementando el tiempo del peor caso. Para la mayoría de situaciones,
eso es lo que usted quiere, pero si realmente está desarrollando una
aplicación estricta de tiempo real considere el usar extensiones
estrictas de tiempo real para Linux como RTLinux
(http://www.rtlinux.org) o use un sistema operativo diferentes diseñado
específicamente para aplicaciones estrictas de tiempo real.
VÉASE TAMBIÉN
sched_setaffinity(2), sched_getaffinity(2), sched_setparam(2),
sched_getparam(2), sched_yield(2), sched_get_priority_max(2),
sched_get_priority_min(2), sched_rr_get_interval(2), nice(2),
setpriority(2), getpriority(2), mlockall(2), munlockall(2), mlock(2),
munlock(2)
Programming for the real world - POSIX.4 por Bill O. Gallmeister,
O’Reilly & Associates, Inc., ISBN 1-56592-074-0
IEEE Std 1003.1b-1993 (estándar POSIX.1b)
ISO/IEC 9945-1:1996 - Ésta es la nueva revisión de 1996 de POSIX.1, que
contiene en un solo estándar POSIX.1(1990), POSIX.1b(1993),
POSIX.1c(1995), y POSIX.1i(1995).