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宋寶華: 關於Linux行程優先順序數字混亂的徹底澄清

有點暈

Linux行程的排程優先順序數字會在好幾個地方出現:核心,使用者,top命令。他們各自都有自己的表示法。
我們用一個實際的例子來說明,下麵在Linux寫一個最簡單的程式:

編譯它執行,把排程策略設定為SCHED_FIFO,優先順序設定為50
$ sudo chrt -f 50 ./a.out
這個時候我們在top命令裡面觀察a.out:

我們看到a.out的PR(優先順序是)-51,CPU利用率100%。

但是從內核的視角上面來看,又會用99減去使用者在chrt裡面設定的優先順序:


上面的MAX_RT_PRIO的值為:

所以上述行程的優先順序,在三個不同視角的值分別為:

使用者

核心

Top

50

49

-51

咋回事

Linux的RT排程策略和普通行程在排程演演算法上面有差異,RT的SCHED_FIFO和SCHED_RR採用的是一個bitmap:

每次從第0bit開始往後面搜尋第一個有行程ready的bit,然後排程這個優先順序上面的行程執行,所以在核心裡面,prio數值越小,優先順序越高

但是從使用者態的API裡面,則是數值越大,優先順序越高。下麵的程式碼,一個執行緒透過呼叫API把自己設定為SCHED_FIFO,優先順序50

這個上面的50,對應內核的49。
如果我們把優先順序設定為51:

這個51,對應核心bitmap上面的48。
所以,你會發現,從使用者的視角來看,數值變大,優先順序變高。
上面這2個視角,都不是top命令的視角。對於RT的行程而言,TOP的視角裡面的
PR= -1 -使用者視角
譬如,下麵使用者視角的88

$ sudo chrt -f 88 ./a.out

對應核心視角的11,對應top視角的-89

這實在讓人有一點暈!!

這裡還有一個特例,就是使用者視角的99(核心bitmap視角的0),顯示為top命令的RT:

這說明一點,只有最高優先順序的RT行程,才在top裡面顯示為rt。

普通的呢?

普通的講nice的人相對來說比較簡單,我們更關註它的nice值,-20~19之間,nice越低,優先順序越高,權重越大,在CFS的紅黑樹左邊的機會大。

你發現.nice為5的行程,在top命令顯示PR是25。
下麵我們看nice是-5的:

它顯示的是PR=15。
由此大家可以發現規律,對於普通的採用CFS策略的NORMAL行程,top裡面的
PR=20+NICE

在一起

總結一下,4個例子

使用者

核心

Top

RT 50

49 (99-50)

-51 (-1-50)

RT 99

rt

NICE 5

25

NICE -5

15

由此發現,在top裡面,RT策略的PR都顯示為負數;最高優先順序的RT,顯示為rt。top命令裡面也是,數字越小,優先順序越高。

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