NOM¶

sched_setaffinity, sched_getaffinity - Définir et récupérer le masque d'affinité CPU d'un thread

BIBLIOTHÈQUE¶

Bibliothèque C standard (libc, -lc)

SYNOPSIS¶

#define _GNU_SOURCE             /* Consultez feature_test_macros(7) */
#include <sched.h>

int sched_setaffinity(pid_t pid, size_t cpusetsize,
                      const cpu_set_t *mask);
int sched_getaffinity(pid_t pid, size_t cpusetsize,
                      cpu_set_t *mask);

DESCRIPTION¶

Le masque d'affinité CPU d'un thread détermine l'ensemble des processeurs sur lesquels il est susceptible de s'exécuter. Sur un système multiprocesseur, définir le masque d'affinité CPU permet d'obtenir une meilleure performance. Par exemple, en dédiant un CPU à un thread particulier (c'est-à-dire définir le masque d'affinité de ce thread pour indiquer un seul CPU, et définir le masque d'affinité de tous les autres threads pour exclure ce CPU), il est possible d'assurer une vitesse d'exécution maximale pour ce thread. Restreindre un processus pour qu'il ne s'exécute que sur un seul CPU réduit le coût lié à l'invalidation du cache qui se produit lorsqu'un thread cesse de s'exécuter sur un CPU puis est relancé sur un autre CPU.

Un masque d'affinité CPU est représenté par la structure cpu_set_t, un ensemble de CPU (« CPU set »), pointé par mask. Des macros pour manipuler des ensembles de CPU sont décrites dans CPU_SET(3).

sched_setaffinity() définit le masque d'affinité CPU du thread dont l'identifiant est pid à la valeur donnée par mask. Si pid est 0, le thread appelant est utilisé. L'argument cpusetsize est la taille (en octets) de la structure pointée par mask. Normalement, cet argument doit être spécifié comme sizeof(cpu_set_t).

Si le thread indiqué par pid n'est pas actuellement en cours d'exécution sur l'un des CPU spécifiés dans mask, alors ce thread est migré vers l'un des CPU spécifiés dans mask.

La fonction sched_getaffinity() écrit dans la structure cpu_set_t pointée par mask le masque de préférences du thread pid. L'argument cpusetsize indique la taille (en octets) de mask. Si pid vaut zéro, le masque du thread en cours est renvoyé.

VALEUR RENVOYÉE¶

sched_setaffinity() et sched_getaffinity() renvoient 0 s'ils réussissent (mais voir « Différences entre la bibliothèque C et le noyau » ci-dessous, qui explique que le sched_getaffinity() sous-jacent diffère dans son code de retour). En cas d'échec, -1 est renvoyé et errno est positionné pour indiquer l'erreur.

ERREURS¶

EFAULT

Une adresse mémoire fournie n'est pas correcte.

EINVAL

Le masque de bits d'affinité mask ne contient pas de processeurs qui soient actuellement physiquement sur le système et autorisés pour le thread d'après les restrictions qui peuvent être imposées par les cgroups cpuset ou le mécanisme « cpuset » décrit dans cpuset(7).

EINVAL

(sched_getaffinity() et, avant Linux 2.6.9, sched_setaffinity()) cpusetsize est plus petit que la taille du masque d'affinité utilisé par le noyau.

EPERM

(sched_setaffinity()) Le thread appelant n'a pas les privilèges appropriés. L'appelant doit avoir un UID effectif égal à l'UID effectif ou réel du thread identifié par pid, ou avoir la capacité CAP_SYS_NICE dans l'espace de noms de l'utilisateur du thread désigné par pid.

ESRCH

Le thread numéro pid n'existe pas.

STANDARDS¶

Linux.

HISTORIQUE¶

Linux 2.5.8, glibc 2.3.

Au départ, les interfaces de la glibc avaient un paramètre cpusetsize de type unsigned int. Dans glibc 2.3.3, ce paramètre a été supprimé, mais il a été réintroduit dans glibc 2.3.4, avec pour type size_t.

NOTES¶

Après un appel à sched_setaffinity(), l'ensemble des CPU sur lesquels le thread s'exécutera est l'intersection de l'ensemble spécifié dans le paramètre mask et l'ensemble des CPU actuellement présents sur le système. Le système peut restreindre encore plus l'ensemble des CPU sur lesquels le thread peut tourner si le mécanisme « cpuset », décrit dans cpuset(7), est utilisé. Ces restrictions sur le véritable ensemble de CPU sur lesquels le thread peut tourner sont imposées sans avertissement par le noyau.

Il existe plusieurs manières de déterminer le nombre de processeurs disponibles sur le système, notamment l'inspection du contenu de /proc/cpuinfo, l'utilisation de sysconf(3) pour avoir les valeurs des paramètres _SC_NPROCESSORS_CONF et _SC_NPROCESSORS_ONLN, et l'inspection de la liste des répertoires de processeur dans /sys/devices/system/cpu/.

sched(7) décrit les politiques d'ordonnancement sous Linux.

Le masque d'affinité est un attribut de thread, qui peut être modifié indépendamment pour chacun des threads d'un groupe de threads. La valeur renvoyée par gettid(2) peut être passée dans l'argument pid. Spécifier un pid de 0 définira l'attribut pour le thread appelant, et une valeur égale à celle renvoyée par getpid(2) définira l'attribut pour le thread principal du groupe de threads. (Si vous utilisez l'API POSIX des threads, alors utilisez pthread_setaffinity_np(3) au lieu de sched_setaffinity().)

L'option d'amorçage isolcpus peut être utilisée pour isoler un ou plusieurs processeurs au moment du démarrage, afin qu'aucun processus n'utilise ces processeurs. Suite à l'utilisation de cette option, la seule manière d'affecter des processus à un processeur isolé est d'utiliser sched_setaffinity() ou le mécanisme cpuset(7). Pour plus d'informations, voir le fichier Documentation/admin-guide/kernel-parameters.txt des sources du noyau. Comme indiqué dans ce fichier, isolcpus est le mécanisme privilégié d'isolation des processeurs (plutôt que de définir à la main l'affinité processeur de tous les processus du système).

Un processus enfant créé par fork(2) hérite du masque d'affinité CPU de son parent. Le masque d'affinité est conservé au travers d'un execve(2).

sched_getaffinity(pid, sizeof(cpu_set_t), &mask);

EXEMPLES¶

Le programme ci-dessous crée un processus enfant. Puis le parent et l'enfant s'affectent mutuellement un processeur indiqué et exécutent des boucles identiques qui consomment du temps de processeur. Avant de se terminer, le parent attend que l'enfant s'achève. Le programme prend trois paramètres en ligne de commande : le numéro de processeur du parent, celui de l'enfant et le nombre de boucles que doivent effectuer les deux processus.

Comme le montre le modèle ci-dessous, la quantité de temps processeur et de temps réel consommé lors de l'exécution d'un programme dépendra des effets de mise en cache à l'intérieur du processeur et de l'utilisation ou non du même processeur par les processus.

On utilise d'abord lscpu(1) pour déterminer que ce système (x86) comporte deux cœurs, chacun ayant deux processeurs :

$ lscpu | egrep -i 'core.*:|socket'
Thread(s) par cœur :    2
Cœur(s) par socket :    2
Socket(s) :             1

On chronomètre alors l'opération du programme exemple dans trois cas : les deux processus en fonction sur le même processeur, sur des processeurs différents du même cœur et sur des processeurs différents sur des cœurs différents.

$ time -p ./a.out 0 0 100000000
réel 14.75
utilisateur 3.02
sys 11.73
$ time -p ./a.out 0 1 100000000
réel 11.52
utilisateur 3.98
sys 19.06
$ time -p ./a.out 0 3 100000000
réel 7.89
utilisateur 3.29
sys 12.07

#define _GNU_SOURCE
#include <err.h>
#include <sched.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
int
main(int argc, char *argv[])
{


    int           parentCPU, childCPU;


    cpu_set_t     set;


    unsigned int  nloops;


    if (argc != 4) {


        fprintf(stderr, "Utillisation : %s CPU_parent CPU_enfant nb_boucles\n",


                argv[0]);


        exit(EXIT_FAILURE);


    }


    parentCPU = atoi(argv[1]);


    childCPU = atoi(argv[2]);


    nloops = atoi(argv[3]);


    CPU_ZERO(&set);


    switch (fork()) {


    case -1:            /* Erreur */


        err(EXIT_FAILURE, "fork");


    case 0:             /* Enfant */


        CPU_SET(childCPU, &set);


        if (sched_setaffinity(getpid(), sizeof(set), &set) == -1)


            err(EXIT_FAILURE, "sched_setaffinity");


        for (unsigned int j = 0; j < nloops; j++)


            getppid();


        exit(EXIT_SUCCESS);


    default:            /* Parent */


        CPU_SET(parentCPU, &set);


        if (sched_setaffinity(getpid(), sizeof(set), &set) == -1)


            err(EXIT_FAILURE, "sched_setaffinity");


        for (unsigned int j = 0; j < nloops; j++)


            getppid();


        wait(NULL);     /* Attendre que l'enfant se termine */


        exit(EXIT_SUCCESS);


    }
}

VOIR AUSSI¶

lscpu(1), nproc(1), taskset(1), clone(2), getcpu(2), getpriority(2), gettid(2), nice(2), sched_get_priority_max(2), sched_get_priority_min(2), sched_getscheduler(2), sched_setscheduler(2), setpriority(2), CPU_SET(3), get_nprocs(3), pthread_setaffinity_np(3), sched_getcpu(3), capabilities(7), cpuset(7), sched(7), numactl(8)

TRADUCTION¶

La traduction française de cette page de manuel a été créée par Christophe Blaess <https://www.blaess.fr/christophe/>, Stéphan Rafin <stephan.rafin@laposte.net>, Thierry Vignaud <tvignaud@mandriva.com>, François Micaux, Alain Portal <aportal@univ-montp2.fr>, Jean-Philippe Guérard <fevrier@tigreraye.org>, Jean-Luc Coulon (f5ibh) <jean-luc.coulon@wanadoo.fr>, Julien Cristau <jcristau@debian.org>, Thomas Huriaux <thomas.huriaux@gmail.com>, Nicolas François <nicolas.francois@centraliens.net>, Florentin Duneau <fduneau@gmail.com>, Simon Paillard <simon.paillard@resel.enst-bretagne.fr>, Denis Barbier <barbier@debian.org>, David Prévot <david@tilapin.org>, Cédric Boutillier <cedric.boutillier@gmail.com>, Frédéric Hantrais <fhantrais@gmail.com> et Jean-Philippe MENGUAL <jpmengual@debian.org>

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