Unixové nástroje – 22 (taskset, ionice, chrt)

2. 5. 2012 | Luboš Doležel | Návody | 9206×

Tentokrát se podíváme na méně obvyklé nástroje z balíčku schedutils.

Obsah

• taskset
• ionice
• chrt

taskset

Prvním nástrojem je taskset, který dokáže omezit běh procesu na vybrané procesory. Považuji jej za nástroj, který v ideálním případě není nikdy zapotřebí, protože jím zpravidla řešíme nějakou překážku nebo problém. Mně osobně slouží ke zkrocení programu, který „záhadně“ funguje bez problémů na jednojádrovém CPU, ale na SMP systému vykazuje zvláštní chyby. Mimo to – což je pro mě informace z doslechu – se může hodit například při provozu databázového serveru Oracle, pokud máte licenci na méně procesorů, než máte v systému.

Obecně ale nemá smysl snažit se docílit méně migrací procesu na jiné CPU pomocí taskset – plánovač Linuxu tak jako tak dělá vše pro to, aby se tak nedělo.

Způsoby použití jsou dva: spouštění procesu s daným nastavením a změna (případně zjištění) nastavení existujícího procesu. V obou případech se zadává seznam povolených procesorů, tedy procesorů, na kterých program může (ale nemusí) běžet. A způsoby, jak povolené procesory vyjádřit, jsou dva. Pro fajnšmekry jsou tu hrátky s jedničkami a nulami, tedy nastavení masky, pro línější je tu výřečnější forma vypsání povolených procesorů.

Chceme-li spustit program pouze na prvním a třetím procesoru, můžeme tak učinit následovně:

# 'program argument' je příklad programu

# Za použití masky:
# číslo 0x5 = nastaven první a třetí bit
taskset 0x5 program argument

# To samé za použití výčtu procesorů:
# CPU se indexují od nuly
taskset -c 0,2 program argument

Ve výčtu je možné určit i neexistující procesory, pokud ale ani jeden povolený procesor nebude platný, obdržíme chybu. Výčet je možné zapsat i rozsahem (např. 0-5).

Potřebujeme-li trochu přidusit existující proces, pomůže nám přepínač -p, pomocí kterého určíme PID procesu.

program &
pid=$!

taskset -p 0x5 $pid

Povšimněte si zápisu, kdy nedáváme PID za parametr -p, ale nejdříve určíme masku. A pokud masku neurčíme, ale jen zadáme PID, dostaneme informaci o aktuálním nastavení pro proces. Nastavení se při forkování dědí.

# Zjistíme nastavení procesu init
$ taskset -p 1
pid 1's current affinity mask: 3

# 3 = povolen první a druhý procesor (spuštěno na CPU se dvěma jádry)

ionice

ionice je blízký příbuzný příkazů nice a renice (díl 18), jen se zde nestanovuje priorita při přidělování procesorového času, nýbrž při I/O (tedy čtení a zápisu dat na disky). I/O niceness (priorita) je na současných jádrech ve výchozím stavu odvozována od CPU niceness – pokud tedy potřebujeme zajistit, že něco „proběhne rozumně rychle“, stačí ve většině situací použít jen nice/renice. To nám ale nebrání v tom podívat se i na ionice a poladit si to ručně.

Procesy mohou spadat do tří tříd priority:

• žádná nastavená priorita – priorita je řízena jádrem, může se mezi verzemi Linuxu lišit; kód 0
• minimální možná priorita („Idle“) – proces nebude mít dopad na jiné procesy, tuto prioritu může nastavit i běžný uživatel; kód: 3
• běžná priorita („Best effort“); kód: 2
• reálný čas („Real time“) – proces má k dispozici maximum prostředků, kdykoliv si o ně řekne; kód: 1

V případě tříd běžné priority a reálného času existuje ještě 8 podskupin (hodnoty 0 až 7), které určují prioritu v rámci dané třídy. Nula znamená nejvyšší priorita.

Příklad: potřebujeme udělat nějakou zálohu, ale nechceme, aby měla dopad na ostatní procesy:

# Třídu určíme přepínačem -c
ionice -c 3 rsync ...

Příklad: velmi urgentně potřebujeme vytvořit kopii souboru na zatíženém systému:

# Prioritu v rámci skupiny nastavíme přepínačem -n
ionice -c 1 -n 0 cp /a/soubor.bin /b/

ionice má ještě dva další přepínače. Prvním je -p, pomocí kterého můžeme určit PID existujícího procesu. Druhým je pak -t, který zajistí ignorování chyby, pokud nelze prioritu nastavit z důvodu příliš starého jádra nebo chybějících práv.

chrt

chrt je nástroj pro nastavení priority procesoru, co se procesorového času týče. Od známého nice/renice se liší tím, že zařazuje procesy do zvláštních tříd. Těchto tříd máme několik (přesné informace o nich v man sched_setscheduler):

• SCHED_OTHER/SCHED_NORMAL: výchozí skupina (přepínač -o)
• SCHED_IDLE: nejnižší možná priorita, proces nebude mít vliv na jiné procesy (přepínač -i)
• SCHED_BATCH: procesy s tímto plánováním mají nižší prioritu, ale jsou spouštěny v dávkách (delší časové úseky), čtete detailní popis chování (přepínač -b)
• SCHED_RR: realtime priorita s časovým omezením platným mezi vícero realtime procesy (přepínač -r)
• SCHED_FIFO: realtime priorita bez omezení

U realtime tříd se je možné přes chrt nastavit prioritu v rámci dané třídy a na Linuxu může tato priorita nabývat hodnot od 1 do 99 (nejnižší až nejvyšší). U tříd SCHED_OTHER a SCHED_BATCH k nastavení priority slouží nice/renice. Takto spustíme proces s nejvyšší možnou prioritou:

# Třída FIFO, priorita v rámci třídy 99
chrt -f 99 program argument

Takto změníme třídu vybraného existujícího procesu na minimální možnou:

chrt -i -p $pid

Můžeme si například zobrazit prioritu jaderného vlákna migration/0:

$ chrt -p $(pgrep migration/0)
pid 6's current scheduling policy: SCHED_FIFO
pid 6's current scheduling priority: 99

To je pro tentokrát vše.

       

Komentáře

[Bedňa]

Existuje aj nejaká možnosť nastavenia, aby na jednom jadre bežal len jeden proces a nič iné tam sheduler nenapchal? Teda pokiaľ sa mi nechce všetkým procesom nastavovať aby bežali len na iných jadrách.

[poustevnik]

cgroups?

[Luboš Doležel (Doli)]

Taskset na dané CPU a realtime priorita?

[Kvakor]

Pokud se někde při startu (např. hned na začátku initscriptů) vymaskuje tasksetem jedno z CPU a ten je pak věnován onomu vybranému procesu (tj. na jádře nemůže na něm běžet nic jiného, ale ani proces nemůže běžet na jiném jádře), tak by to mělo stačit. Možná by byklo lepší nastavit prioritu spíš na SCHED_FIFO, ale protože na danném CPU nebude nic jiného běžet, tak se to nejspíš nijak neprojeví.

[Michal Kubeček]

Pozor, to "nic jiného nepoběží" nemusí být až tak úplně pravda, některé kernel thready potřebují mít instanci na každém procesoru a čas od času je potřeba něco provést na všech procesorech, takže pokud dáte realtime prioritu procesu, který je schopen procesor vytížit naplno, můžete si tím krásně udusit systém.

[bohyn]

Skoda ze z uvedenych unixovych nastroju na unixu (freebsd) zadny neni. taskset bych urcite uzivil :)

Abych jen nerejpal, tak dik za fajn serial

[Luboš Doležel (Doli)]

Opravdu tam není žádná obdoba?

[bohyn]

Tak jsem trosku zapatral

k taskset se zda byt altrnativou cpuset. Pokud jsem to spravne pochopil (man stranku jsem jen rychle procetl) tak je treba z CPU vytvorit cpuset a tomu se daji prirazovat procesy, popripade se daji procesy prirazovat k jaulum.

altrnativu pro ionice jsem nenasel a zda se ze FreeBSD nema IO scheduler, nebo aspon ne takovy ktery by se dal usmernovat.

pro chrt jsem alternativu take nenasel.

[Kojot]

Svázání procesu s jedním jádrem slouží pro větší "realtime-ovost". Samo o sobě ovšem nestačí. Je potřeba mít ještě možnost zakázat na daném jádře zpracovávat přerušení a samozřejmě povolit maximální priority v přístupu ke zdrojům OS apod.

[JaR]

"se může hodit například při provozu databázového serveru Oracle, pokud máte licenci na méně procesorů, než máte v systému."

Bohužel nemůže, Oracle na Intelu uznává prakticky jen dvě licenční bariéry - OracleVM a Solaris kontejnery. Pokud tedy nepoužíváte jedno z toho, taskset, cgroups, vmware, KVM, XEN (od nekoho jineho nez Oraclu) atd. je vám k ničemu a zalicencovat musíte stejně všechna CPU/jádra na boxu. A ještě lepší peklo je to s farmou a migrujícími virtuály. Oracle není dobrý příklad pro podobné techniky.

[jose17]

afaik orakle "respektuje" aj lpary

[victor8]

j, ale AFAIK na inteloch sa ich tak skoro nedockame :)

[Max]

Bohužel, je to tak :-/.
Zdar Max

[trekker.dk]

Obecně ale nemá smysl snažit se docílit méně migrací procesu na jiné CPU pomocí taskset – plánovač Linuxu tak jako tak dělá vše pro to, aby se tak nedělo.

Teoreticky. V praxi musím používat taskset na firefox (flashová videa) a mplayer, když se přehrává něco náročnějšího na dekódování. Jinak se to video prostě trhá, protože plánovač čas od času ten dekódovací proces přehodí na jiné jádro CPU, kde je snížený takt (protože do té doby nedělalo nic.)

[Stevo]

Nepoznám problematiku úplne do hĺbky, ale v článku je asi chyba:

"Takto změníme třídu vybraného existujícího procesu na minimální možnou: chrt -i -p $pid"

Uvedený príkaz mi v Ubuntu 10.04 iba vypíše aktuálnu policy a priority a nič nenastaví. Použité chrt (util-linux-ng 2.17.2)

Zmena policy na SCHED_IDLE mi funguje nasledovne:

# chrt -p -i 0 $pid

Zmena policy na SCHED_FIFO s prioritou 50 mi funguje nasledovne:

# chrt -p -r 50 $pid

Zmena policy zo SCHED_OTHER na SCHED_RR ide aj takto:

# chrt -p 50 $pid

Inak SCHED_BATCH policy je podporovaná od Linux 2.6.16 a SCHED_IDLE od Linux 2.6.23.