Einf ¨uhrung in UNIX - CIS

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in garantierten, kurzen Zeitspannen erledigt werden, hier darf das System
keine Freiheiten haben. Ein solches System mit einem genau bestimmten
Zeitverhalten nennt man Echtzeit-System (real time system). Um mit einem
UNIX-System Echtzeit-Aufgaben zu bewältigen, hat die Firma Hewlett-
Packard ihr HP-UX um folgende Fähigkeiten erweitert:
• Echtzeit-Vorrechte für bestimmte Benutzergruppen,
• Verfeinerung der Prioritäten von Prozessen,
• Blockieren des Arbeitsspeichers durch einen Prozess,
• höhere Zeitauflösung der System-Uhr,
• verbesserte Interprozess-Kommunikation,
• schnelleres und zuverlässigeres Filesystem,
• schnellere Ein- und Ausgabe,
• Vorbelegung von Platz auf dem Massenspeicher,
• Unterbrechung von Kernprozessen.
Der Preis für diese Erweiterungen ist ein erhöhter Aufwand beim Programmieren
und die gelegentlich nicht so effektive Ausnutzung der Betriebsmittel.
Wenn Millisekunden eine Rolle spielen, kommt es auf einige Kilobyte nicht
an. Die nicht privilegierten Benutzer müssen auch schon einmal ein bißchen
warten, wenn eine brandeilige Meldung bearbeitet wird.
Bestimmte Benutzergruppen erhalten das Vorrecht, ihre Programme oder
Prozesse mit Echtzeitrechten laufen zu lassen. Sie dürfen wie der Super-
User höhere Prioritäten ausnutzen, bleiben aber wie andere Benutzer an
die Zugriffsrechte der Files gebunden. Würde dieses Vorrecht allen gewährt,
wäre nichts gewonnen. Der System-Manager vergibt mit setprivgrp(1M)
die Vorrechte, mit getprivgrp(1) kann jeder die seinigen abfragen.
Ein Benutzer-Prozess hoher Priorität braucht nicht nur weniger lange
zu warten, bis er an die Reihe kommt, er kann sogar einen in Arbeit befindlichen
Benutzer-Prozess niedriger Priorität unterbrechen (priority-based
preemptive scheduling), was normalerweise nicht möglich ist. Das Vorkommando
rtprio(1) gibt ähnlich wie nice(1) einem Programm eine Echtzeit-
Priorität mit, die während des Laufes vom System nicht verändert wird, aber
vom Benutzer geändert werden kann.
Ein Prozess kann mittels des Systemaufrufs plock(2) seinen Platz im
Arbeitsspeicher blockieren (memory locking), so daß er nicht durch Swapping
oder Paging ausgelagert wird. Das trägt zu kurzen, vorhersagbaren Antwortzeiten
bei und geht zu Lasten der nicht privilegierten Prozesse, falls der
Arbeitsspeicher knapp ist.
Die Standard-UNIX-Uhr, die vom cron-Dämon benutzt wird, hat eine
Auflösung von einer Sekunde. Zu den Echtzeit-Erweiterungen gehören
prozesseigene Uhren (interval timer) mit im Rahmen der Möglichkeiten der
Hardware definierbarer Auflösung bis in den Mikrosekundenbereich hinunter.
Bei unserer Anlage beträgt die feinste Zeitauflösung 10 ms.