ハードウェア割り込みに依存しないイベント処理機構

• Item type: SIG Technical Reports(1)
• 公開日: 2026-05-07
• タイトル / 言語: ja
• タイトル: ハードウェア割り込みに依存しないイベント処理機構
• 言語: jpn
• キーワード / 主題Scheme: Other
• キーワード / 主題: ネットワーク
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_18gh
• 資源タイプ: technical report
• 著者所属: 慶應義塾大学
• 著者所属: IIJ技術研究所
• 著者所属: Universite Grenoble Alpes
• 著者所属: 慶應義塾大学
• 著者名: 辻本,有紀; 安形,憲一; 石黒,健太; 河野,健二
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: 本論文では，オペレーティングシステム（OS）におけるイベント処理サービスの概念を拡張するBroad Poll (bpoll)を提案する．bpollにより，パフォーマンスが最適化された複数のプロセスが同一のCPUコアを共有することが可能になる．bpollでは，Data Plane Development Kit (DPDK)に代表される手法と同様に，ハードウェア割り込みを無効化し，デバイスレジスタ等のイベント発生を示す領域をビジーポーリングにより継続的に監視する．ビジーポーリング方式の問題として，ハードウェア割り込みに伴うパフォーマンス上のオーバーヘッドを排除できる一方，ビジーポーリングを行うアプリケーションを同一のCPUコアに集約すると，パフォーマンスが低下するという点がある．この問題は，イベントが発生していない状態でもビジーポーリングによるイベント監視のためにCPUサイクルを消費し続けてしまうことに起因する．bpollではプロセススケジューラに対し，処理するイベントがないビジーポーリング方式のプロセスをデスケジュールし，かつイベント待ちのプロセスの実行をハードウェア割り込みに依存せずに復帰させることを可能にする．これを実現するための課題は，従来のハードウェア割り込みハンドラなしに，スケジューラのランキューから外されたイベント待ちプロセスの実行を復帰する手続きをどのように起動するかという点である．本論文では，プロセスに対し提供されるイベントAPIが扱うイベントの範囲を拡張することでこの課題を解決する．従来のイベントAPIではプロセス自身に関連するイベントのみをチェックするところ，bpollでは他のプロセスに関連付けられたイベント発生源もプロセスがポーリングできるように拡張する．本論文ではDPDKベースのビジーポーリング方式のアプリケーションと統合できるよう，ユーザ空間にスケジューリング機構としてbpollを実装した．結果として，DPDKベースのアプリケーションを同一コアに集約して動かす環境において，従来のビジーポーリング方式で見られたような著しい性能低下を防ぐとともに，ハードウェア割り込み方式と比較して最大30.1%のスループット向上，最大82.4%の99.9パーセンタイル遅延の削減を達成した．
• 書誌レコードID / 収録物識別子タイプ: NCID
• 書誌レコードID / 収録物識別子: AN10444176
• 書誌情報: 研究報告システムソフトウェアとオペレーティング・システム（OS）; 巻 2026-OS-171, 号 9, p. 1-10, 発行日 2026-05-07
• ISSN / 収録物識別子タイプ: ISSN
• ISSN / 収録物識別子: 2188-8795
• Notice: SIG Technical Reports are nonrefereed and hence may later appear in any journals, conferences, symposia, etc.
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会