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名前
mbind - メモリー領域に対してメモリーポリシーを設定する
書式
#include <numaif.h>
long mbind(void *addr, unsigned long len, int mode,
const unsigned long *nodemask, unsigned long maxnode,
unsigned flags);
-lnuma でリンクする。
説明
mbind() は、 addr から始まる長さ len バイトの範囲のメモリーに NUMA メモリーポリシーを設定する。 NUMA ポ
リシーはポリシーモードと 0 個以上のノードから構成される。 メモリーポリシーはどのノードからメモリーを割り
当てるかを決定する。
addr と len で指定されたメモリー範囲に、 メモリーの「無名」領域 — MAP_ANONYMOUS 付きの mmap(2) システム
コールを使って作成されたメモリー領域 — や MAP_PRIVATE 付きの mmap(2) を使ってマップされたメモリーマップ
ファイルが含まれている場合、アプリケーションがそのページへの書き込み (データの格納) を行った時には指定さ
れたポリシーのみに基づいてページが割り当てられる。無名領域の場合、最初の読み出しアクセスの際には カーネル
内の全データが 0 である共有ページが使用される。 MAP_PRIVATE でマップされたファイルの場合、最初の読み出し
アクセスがあると、 ページ割り当てが発生するきっかけとなったプロセスのデフォルトポリシー にしたがってペー
ジの割り当てが行われる。 ページ割り当てのきっかけとなったプロセスは、 mbind() を呼び出したプロセスと同じ
とは限らない。
指定されたメモリー範囲内にある MAP_SHARED のマッピングでは指定されたポリシーは無視され、 ページ割り当てが
発生するきっかけとなったプロセスのデフォルトポリシーに したがってページの割り当てが行われることになる。
繰り返しになるが、ページ割り当てのきっかけとなったプロセスは、 mbind() を呼び出したプロセスと同じとは限
らない。
指定されたメモリー範囲に、 shmget(2) システムコールを使って作成されたり、 shmat(2) システムコールを使っ
て付加 (attach) されたりした共有メモリー領域が 含まれる場合、無名メモリー領域や共有メモリー領域に対する
ページ割り当ては、 共有メモリーセグメントへポリシーの設定を行ったプロセスがページ割り当て のきっかけと
なったかに関わらず、指定されたポリシーにしたがって割り当て が行われる。 しかしながら、共有メモリー領域が
SHM_HUGETLB フラグを指定して作成された場合には、ヒュージページ (huge page) の割り当てが 指定されたポリ
シーにしたがって行われるのは、その領域に対して mbind() を呼び出したプロセスがページ割り当てのきっかけと
なった場合のみである。
デフォルトでは、 mbind() は新規のメモリー割り当てに対してのみ効果を持つ。 ポリシーが設定される前にすでに
使用されている範囲内のページに対しては、 ポリシーは影響しない。 このデフォルトの動作は、以下で説明するフ
ラグ MPOL_MF_MOVE や MPOL_MF_MOVE_ALL により上書きされる可能性がある。
mode 引き数には、 MPOL_DEFAULT, MPOL_BIND, MPOL_INTERLEAVE, MPOL_PREFERRED のいずれか一つを指定しなければ
ならない。 MPOL_DEFAULT 以外のポリシーモードの場合、呼び出し元は nodemask 引き数でそのポリシーモードを適
用するノードを指定する必要がある。
mode 引き数には、追加で モードフラグ を含めることもできる。 サポートされている モードフラグ は以下の通り
である。
MPOL_F_STATIC_NODES (Linux-2.6.26 以降)
空でない nodemask は、物理ノード ID である。 Linux では、そのプロセスが異なる CPU 集合コンテキスト
(cpuset context) に移動した場合でも、そのプロセスの現在の CPU 集合コンテキストで 許可されている
ノード集合が変化した場合でも、 nodemask をマッピングし直すことはない。
MPOL_F_RELATIVE_NODES (Linux-2.6.26 以降)
空でない nodemask は、そのプロセスの現在の CPU 集合で許可されているノード ID 集合 における相対的な
ノード ID である。
nodemask は、最大で maxnode ビットから構成されるノードのビットマスクを指す。 ビットマスクの大きさは、直近
の sizeof(unsigned long) の倍数に切り上げられるが、カーネルが使用するのは maxnode 個までのビットだけであ
る。 NULL 値の nodemask もしくは値が 0 の maxnode はノードの空集合を表す。 maxnode の値が 0 の場合、
nodemask 引き数は無視される。 nodemask が必須の場面では、 nodemask に、オンラインで、そのプロセスの現在の
CPU 集合コンテキストで 許可されており (MPOL_F_STATIC_NODES モードフラグが指定されていない場合)、メモリー
があるノードが 少なくとも一つ入っていなければならない。
モード MPOL_DEFAULT はデフォルトではないプロセスのメモリーポリシーを削除し、 デフォルトの動作に戻すことを
指定するものである。 mbind() 経由で、あるメモリー領域に対して MPOL_DEFAULT が適用された場合、プロセスの
デフォルトポリシーを使用することを意味する。 プロセスのデフォルトポリシーは、 set_mempolicy(2) で変更され
ているかもしれない。 プロセスのポリシーのモードも MPOL_DEFAULT の場合、システム全体のデフォルトポリシーが
使用される。 システム全体のデフォルトポリシーでは、割り当てのきっかけとなった CPU のノードからページの割
り当てを行う。 MPOL_DEFAULT では、引き数 nodemask と maxnode にノードの空集合を指定しなければならない。
MPOL_BIND は厳しいポリシーで、メモリー割り当ては nodemask に指定されたノードに限定される。 他のノードへの
割り当ては行われない。 nodemask に 2 個以上のノードが指定された場合、ページの割り当ては ノード ID が数字
として最小のノードから開始され、 そのノードに空きメモリーがなくなるまでそのノードから ページ割り当てが行
われる。そのノードに空きメモリーがなくなったら、 次に小さなノード ID を持つノードからページ割り当てが行わ
れる。 これを、 nodemask で指定された全てのノードで空きメモリーがなくなるまで繰り返す。 nodemask で指定さ
れた以外のノードからはページの割り当ては行われない。
MPOL_INTERLEAVE は、メモリー割り当てが nodemask に指定されたノード間で交互に行われることを指定するもので
ある。 このポリシーでは、複数のノードにページを広げて配置し、これらのページへの メモリーアクセスを分散す
ることで、遅延ではなく、帯域を最適化する。 効果を得るには、メモリー領域をある程度大きくすべきであり、 メ
モリーアクセスのパターンがかなり均一な場合でも 少なくとも 1MB 以上にすべきである。 このモードでも、一つの
ページへのアクセスに関しては 一つのノードのメモリー帯域が上限となることは変わりない。
MPOL_PREFERRED は、割り当て時に優先されるノードを設定する。 カーネルはまず優先ノードにページ割り当てを行
おうとし、 優先ノードに空きメモリーが少ない場合に他のノードに割り当てを行う。 nodemask に複数のノード ID
が指定された場合は、 nodemask 内の最初のノードが優先ノードとして選択される。 引き数 nodemask, maxnode で
空集合が指定された場合は、割り当てのきっかけとなった CPU のノードに メモリー割り当てが行われる。 mbind(2)
で、あるメモリー領域に対して「ローカルからの割り当て (local allocation)」を 指定する方法はこれしかない。
flags に MPOL_MF_STRICT が 指定され、 mode が MPOL_DEFAULT でない場合、 指定されたポリシーに従っていない
メモリー領域にページが存在すると、 mbind() はエラー EIO で失敗する。
flags に MPOL_MF_MOVE が指定されると、カーネルはそのメモリー領域内の既存の全てのページを移動し、 指定され
たポリシーに従うようにしようとする。 他のプロセスと共有されているページは移動されない。 MPOL_MF_STRICT も
指定された場合、移動できなかったページがあると、 mbind() はエラー EIO で失敗する。
flags に MPOL_MF_MOVE_ALL が指定されると、カーネルはそのメモリー領域内の既存の全てのページを、 他のプロセ
スがページを使用しているかどうかに関わらず移動する。 このフラグを使用するには、呼び出し元のプロセスは特権
(CAP_SYS_NICE) を持っていなければならない。 MPOL_MF_STRICT も指定された場合、移動できなかったページがある
と、 mbind() はエラー EIO で失敗する。
返り値
成功すると、 mbind() は 0 を返す。エラーの場合、-1 を返し、 errno にエラーを示す値を設定する。
エラー
EFAULT nodemask と maxnode で指定されたメモリー領域の一部または全部が、 呼び出し元がアクセス可能なアドレ
ス空間外を指している。 もしくは addr と len で指定されたメモリー領域にマップされていない部分
(unmapped hole) があった、
EINVAL flags や mode に不正な値が指定された。 addr + len が addr より小さい。 addr がシステムのページサイ
ズの倍数になっていない。 または mode が MPOL_DEFAULT で nodemask に空でない集合が指定された。 mode
が MPOL_BIND か MPOL_INTERLEAVE で nodemask が空であった。 maxnode がカーネルに適用された上限を超
えている。 nodemask に、サポートされている最大ノード ID より大きいノードが指定された。 nodemask
に、オンラインで、かつそのプロセスの現在の CPU 集合コンテキストで 許可されているノードが一つも含ま
れていないか、 メモリーを含むノードが一つも指定されていない。 mode 引き数に MPOL_F_STATIC_NODES と
MPOL_F_RELATIVE_NODES の両方が指定された。
EIO MPOL_MF_STRICT が指定されたが、このポリシーに従っていないノードに すでにページが存在していた。 も
しくは MPOL_MF_MOVE か MPOL_MF_MOVE_ALL が指定されたが、カーネルが指定された領域内の既存の全ての
ページを 移動することができなかった。
ENOMEM 利用可能なカーネルメモリーが十分でなかった。
EPERM flags 引き数に MPOL_MF_MOVE_ALL フラグが含まれているが、呼び出し元が CAP_SYS_NICE 特権を持たない。
バージョン
mbind() システムコールはバージョン 2.6.7 で Linux カーネルに追加された。
準拠
このシステムコールは Linux 固有である。
注意
ライブラリによるサポートについては numa(7) を参照。
NUMA ポリシーは、 MAP_SHARED フラグが指定されてマップされたメモリーマップファイルの領域では サポートされ
ていない。
MPOL_DEFAULT モードは、 mbind() と set_mempolicy(2) で異なる効果を持つことができる。 set_mempolicy(2)
で MPOL_DEFAULT が指定された場合、そのプロセスのポリシーはシステムの デフォルトポリシー、すなわちローカル
からの割り当て、に戻る。 mbind() を使ってメモリーのある領域に MPOL_DEFAULT が指定された場合、その範囲に
対してそれ以降に行われるページの割り当てでは、 set_mempolicy(2) で設定したのと同じように、そのプロセスの
ポリシーが適用される。 これにより、特定のメモリー領域についてだけ明示的なポリシーを削除し、 デフォルトの
ポリシーに「戻す」ことができる。 あるメモリー領域に対して「ローカルからの割り当て」を明示的に設定するに
は、 mode に MPOL_PREFERRED を指定し、 nodemask に空集合のノードを指定すればよい。 この方法は
set_mempolicy(2) でも通用する。
2.6.16 でヒュージページポリシーへの対応が追加された。 インターリーブポリシーがヒュージページのマッピング
で効果を持つには、 ポリシーが適用されるメモリーが数十メガバイト以上である必要がある。
MPOL_MF_STRICT はヒュージページのマッピングでは無視される。
MPOL_MF_MOVE と MPOL_MF_MOVE_ALL は Linux 2.6.16 以降でのみ利用可能である。
関連項目
get_mempolicy(2), getcpu(2), mmap(2), set_mempolicy(2), shmat(2), shmget(2), numa(3), cpuset(7), numa(7),
numactl(8)
この文書について
この man ページは Linux man-pages プロジェクトのリリース 3.79 の一部 である。プロジェクトの説明とバグ報告
に関する情報は http://www.kernel.org/doc/man-pages/ に書かれている。
Linux 2015-01-22 MBIND(2)