在Linux中哪个实时优先级是最高优先级

Question 1

在Linux实时进程优先级范围为1至99的情况下，我不清楚哪个是最高优先级，即1或99。

“了解Linux内核”（O'Reilly）的7.2.2节说1是最高优先级，考虑到正常进程的静态优先级从100到139，其中100是最高优先级，这是有道理的：

“每个实时过程都与一个实时优先级相关联，该优先级的值范围从1（最高优先级）到99（最低优先级）。”

另一方面，sched_setscheduler手册页（RHEL 6.1）声称99是最高的：

“根据一种实时策略（SCHED_FIFO，SCHED_RR）调度的进程的sched_priority值在1（低）到99（高）之间。”

哪个实时优先级最高？

Question 2

我做了一个实验来确定这一点，如下所示：

process1：RT优先级= 40，CPU关联性= CPU0。此进程“旋转” 10秒钟，因此它不会让任何较低优先级的进程在CPU 0上运行。
process2：RT优先级= 39，CPU关联性= CPU0。此进程每0.5秒将一条消息打印到stdout，并在它们之间休眠。它随每条消息一起打印出经过的时间。

我正在运行带有PREEMPT_RT补丁的2.6.33内核。

为了运行实验，我在一个窗口（以root用户身份）中运行process2，然后在另一个窗口中以root用户身份启动process1。结果是进程1似乎抢占了进程2，不允许其运行整整10秒钟。

在第二个实验中，我将process2的RT优先级更改为41。在这种情况下，process2不被process1抢占。

此实验表明，sched_setscheduler（）中较大的RT优先级值具有较高的优先级。这似乎与Michael Foukarakis从sched.h所指出的相矛盾，但实际上并非如此。在内核源代码的sched.c中，我们有：

static void
__setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
{
        BUG_ON(p->se.on_rq);

        p->policy = policy;
        p->rt_priority = prio;
        p->normal_prio = normal_prio(p);
        /* we are holding p->pi_lock already */
        p->prio = rt_mutex_getprio(p);
        if (rt_prio(p->prio))
                p->sched_class = &rt_sched_class;
        else
                p->sched_class = &fair_sched_class;
        set_load_weight(p);
}

rt_mutex_getprio（p）执行以下操作：

return task->normal_prio;

而normal_prio（）恰好执行以下操作：

prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;  /* <===== notice! */
...
return prio;

换句话说，我们有（我自己的解释）：

p->prio = p->normal_prio = MAX_RT_PRIO - 1 - p->rt_priority

哇！太混乱了！总结一下：

在p-> prio中，较小的值优先于较大的值。
使用p-> rt_priority时，较大的值优先于较小的值。这是使用sched_setscheduler（）设置的实时优先级。

Question 3

简短答案

99位将是实时优先级的获胜者。

PR是优先级（范围从100到40）。PR越低，该过程的优先级越高。

PR计算如下：

对于正常过程：PR = 20-NI（NI很好，范围从-20到19）
对于实时进程：PR =-1-real_time_priority（real_time_priority的范围是1到99）

长答案

有两种类型的进程，正常进程和实时进程。对于正常进程（仅针对那些进程），nice的应用如下：

好啊

“ niceness”标度从-20到19，而-20是最高优先级，19是最低优先级。优先级计算如下：

PR = 20 + NI

其中NI是好级别，PR是优先级。正如我们所看到的，-20实际上映射为0，而19映射为39。

缺省情况下，程序的nice值是0位，root用户可以使用以下命令来午餐带有指定nice值的程序：

nice -n <nice_value> ./myProgram

即时的

我们可以走得更远。好优先级实际上用于用户程序。UNIX / LINUX总体优先级的范围是140个值，而nice值使进程可以映射到范围的最后一部分（从100到139）。该公式使从0到99的值不可用，这将对应于负PR级别（从-100到-1）。为了能够访问这些值，该过程应称为“实时”。

LINUX环境中有5个调度策略，可以通过以下命令显示：

chrt -m

它将显示以下列表：

1. SCHED_OTHER   the standard round-robin time-sharing policy
2. SCHED_BATCH   for "batch" style execution of processes
3. SCHED_IDLE    for running very low priority background jobs.
4. SCHED_FIFO    a first-in, first-out policy
5. SCHED_RR      a round-robin policy

调度过程可以分为2组，正常调度策略（1至3）和实时调度策略（4和5）。实时过程将始终具有比常规过程更高的优先级。可以使用以下命令来调用实时过程（该示例是如何声明SCHED_RR策略）：

chrt --rr <priority between 1-99> ./myProgram

为了获得实时过程的PR值，使用以下公式：

PR = -1-rt_prior

其中rt_prior对应于1到99之间的优先级。因此，比其他进程具有更高优先级的进程将是编号为99的进程。

重要的是要注意，对于实时过程，不会使用nice值。

要查看进程的当前“ niceness”和PR值，可以执行以下命令：

top

显示以下输出：

在该图中，显示了PR和NI值。最好注意PR值-51与实时值相对应的过程。也有一些过程的PR值表示为“ rt”。该值实际上对应于-100的PR值。

Question 4

sched.h中的此注释非常明确：

/*
 * Priority of a process goes from 0..MAX_PRIO-1, valid RT
 * priority is 0..MAX_RT_PRIO-1, and SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH
 * tasks are in the range MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1. Priority
 * values are inverted: lower p->prio value means higher priority.
 *
 * The MAX_USER_RT_PRIO value allows the actual maximum
 * RT priority to be separate from the value exported to
 * user-space.  This allows kernel threads to set their
 * priority to a value higher than any user task. Note:
 * MAX_RT_PRIO must not be smaller than MAX_USER_RT_PRIO.
 */

注意这一部分：

优先级值反转：较低的p->prio值表示较高的优先级。

Question 5

要确定可以通过编程设置的最高实时优先级，请使用sched_get_priority_max函数。

在Linux 2.6.32上，对sched_get_priority_max（SCHED_FIFO）的调用返回99。

参见http://linux.die.net/man/2/sched_get_priority_max

Question 6

您对正常流程的静态优先级从100到139的假设充其量是不稳定的，而在最坏的情况下是无效的。我的意思是：set_scheduler仅允许SCHED_OTHER / SCHED_BATCH和SCHED_IDLE（从2.6.16开始为真）将sched_priority设置为0（表示动态优先级调度程序）。

编程静态优先级仅对于SCHED_RR和SCHED_FIFO为1-99

现在您可能会看到动态调度程序在内部使用100-139的优先级，内核在内部管理动态优先级的工作（包括翻转高优先级与低优先级的含义以使比较或排序更容易）应该是不透明的到用户空间。

请记住，在SCHED_OTHER中，您主要是将进程填充在同一优先级队列中。

这样做的目的是使内核更易于调试，并避免愚蠢的出界错误。

因此，切换含义的理由可能是，作为内核开发人员，不想使用像139-idx这样的数学运算（以防idx> 139）……最好使用idx-100进行数学运算并反转概念低与高的关系，因为人们普遍理解idx <100。

还有一个副作用是，变得更容易处理。100-100 <=>不错== 0; 101-100 <=>不错== 1; 等比较容易。它也很好地折叠为负数（与静态优先级无关）99-100 <=> nice == -1 ...

Question 7

绝对，实时优先级适用于RT策略FIFO和RR，它们的取值范围为0-99。
我们确实将40作为BATCH的非实时进程优先级的计数，其他策略的范围是0-39，而不是100到139。这可以通过查看系统中不是实时的任何进程来观察处理。默认情况下，它将具有20的PR和零度。如果您降低了流程的美观度（通常，将数值降低或减小，则该数值越小，美观度就越高），例如从0减至-1，您会发现PRiority将从20降至19。那就是，如果您通过降低PID的精确度值使进程更加饥饿或希望获得更多关注，那么优先级也会降低，因此优先级数会降低，而优先级越高。
```
Example:

PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND
2079 admin     10 -10  280m  31m 4032 S  9.6  0.0  21183:05 mgmtd
[admin@abc.com ~]# renice -n -11 2079
2079: old priority -10, new priority -11
[admin@abc.com ~]# top -b | grep mgmtd
2079 admin      9 -11  280m  31m 4032 S  0.0  0.0  21183:05 mgmtd
^C
```

希望这个实际的例子可以澄清疑问，并且可以帮助将单词固定在错误的来源（如果有）。

Question 8

Linux内核实现了两个单独的优先级范围-

不错的价值：-20至+19；好的值越大，优先级越低。
实时优先级：0至99；较高的实时优先级值对应于较高的优先级。