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Introduzione: sistemi multi-tasking

Gli OS in grado di eseguire piu' di un processo in contemporanea sono chiamati sistemi multi-tasking. La vera simultaneita' si verifica solamente quando sono disponibili piu' CPU, ma anche i sistemi a processore singolo possono simularla, passando da un processo ad un altro molto rapidamente. Infatti, solo un processo alla volta puo' utilizzare la CPU.

Il Linux scheduler

Lo scheduler organizza la coda dei processi. Esistono due tipi principali di criteri di pianificazione (scheduling):

• politiche in tempo reale: i processi vengono eseguiti in base ai loro valori di priorita'. Se un processo con priorita' maggiore diventa pronto per essere eseguito, un processo meno importante viene interrotto e il processo con priorita' piu' alta assume il controllo della CPU. Un processo con priorita' inferiore otterra' il controllo della CPU solo quando i processi con priorita' maggiore saranno inattivi o in attesa di risposte hardware. Qualsiasi processo in tempo reale ha una priorita' maggiore di un processo normale
• politiche normali: i processi normali hanno tutti lo stesso valore di priorita', ma le politiche normali possono definire delle regole di priorita' d'esecuzione utilizzando il nice value

Priorita'

In Linux:

• Processi in tempo reale: priorita' statiche da 0 a 99
• Processi normali: priorita' statiche da 100 a 139. Priorita' standard 120

Valori inferiori significano priorita' maggiore.

La priorita' puo' essere verificata col comando ps -el:

 > ps -el
F S   UID     PID    PPID  C PRI  NI ADDR SZ WCHAN  TTY          TIME CMD
4 S     0       1       0  0  80   0 -  6093 -      ?        00:00:05 systemd
1 S     0       2       0  0  80   0 -     0 -      ?        00:00:00 kthreadd
1 S     0       3       2  0  80   0 -     0 -      ?        00:00:00 pool_workqueue_release
1 I     0       4       2  0  60 -20 -     0 -      ?        00:00:00 kworker/R-rcu_gp
1 I     0       5       2  0  60 -20 -     0 -      ?        00:00:00 kworker/R-sync_wq
1 I     0       6       2  0  60 -20 -     0 -      ?        00:00:00 kworker/R-slub_flushwq

• La colonna PRI indica la priorita' statica assegnata dal Kernel. Per ragioni storiche, le priorita' visualizzate da ps vanno da -40 a 99, quindi la priorita' effettiva si ottiene aggiungendo 40 al numero visualizzato (80+40=120).

Anche tramite top e' possibile monitorare la priorita' dei processi. top sottrae il valore di priorita' di 100, per rendere tutte le priorita' in tempo reale negative. Le priorita' normali, pertanto, vanno da 0 a 39.

Riepilogando:

• linux: 0 a 139
• ps: -40 a 99 (-40)
• top: -100 a 39 (-100)

Niceness

I numeri di niceness vanno da -20 (priorita' alta) a 19 (maggior gentilezza, priorita' bassa). Ogni processo normale inizia con un valore di niceness di 0 (priorita' 120).

• La colonna NI, nell'output di ps indica il valore di niceness. Solo l'utente root puo' diminuire la niceness di un processo al di sotto dello zero.

E' possibile avviare un processo con una priorita' non standard col comando nice:

nice -n 5 tar czf backup.tar.gz /home

Il comando renice puo' essere usato per modificare la priorita' di un processo in esecuzione: renice -10 -p PID. Le opzioni -g e -u sono usate per modificare rispettivamente tutti i processi di un gruppo o di un utente specifico. Ad esempio con renice -5 -g users la niceness dei processi degli utenti appartenenti al gruppo users sara' aumentata di 5.

La niceness puo' essere modificata anche con top, premendo il tasto R, quindi il PID del processo.