linux top 명령에서 PR 과 NI값 설명

서론

리눅스에서 top 명령을 치면 항목중에 PR(priority) 항목과 NI(nice) 항목이 존재한다.
이 글에서는 PR(priority) 과 NI(nice) 값에 대해서 정리한다. 언제나 그렇듯 틀린 내용일 수 있음.

  • PR은 프로세스 속성값중 priority값을 보여주는 항목이다.
  • NI는 프로세서 속성값중 nice값을 보여주는 항목이다.

그런데 top명령이 priority와 nice값을 있는 그대로 보여주는게 아니라 약간 계산을 해서 보여주기 때문에 혼란이 발생한다.

무슨 이야기냐 하면, 원래 PR(priority)값은 범위가 0 ~ 139까지이고, NI(nice) 값은 범위가 -20~19 까지이다.그런데 top명령에서 PR값은 RT ~ 0 범위로 표현하고, NI 값은 -20~19 까지로 표현한다. nice값은 제대로 보여주는데 priority값은 좀 변형해서 보여주고 있다. 이 부분을 설명한다.

NI(nice)에 대하여

nice 값은 프로세스가 얼마나 친절하냐(?)를 지정한다

nice 값은 -20 에서 19 사이에 값을 지정할 수 있으며, -20이 가장 불친절하기 때문에 더 많은 cpu자원을 쓰게 스케줄링 한다. 19는 가장 친절해서 cpu를 가장 덜 쓰게 스케줄링 한다. 기본적으로 손대지 않으면 0값을 가진다.

쉘에서 특정 프로세스의 nice 값을 바꾸는 명령은 아래와 같다
2997번 프로세스의 nice 값을 -20으로 변경한다

# renice -n -20 -p 2997

코드에서 nice 값을 바꾸는 예제는 아래와 같다

int which = PRIO_PROCESS;
id_t pid;
int priority = -20;
int ret;

pid = getpid();
ret = setpriority(which, pid, priority);

nice 값이 효과를 발휘하는 범위는 동일한 일반 유저 프로세서들 사이에서만 그렇다. nice 값은 일반적인 프로세스(유저 프로세스)에서 우위를 지정하게 해준다. 리눅스 시스템 전반(커널 스레드, 리얼 타임 프로세스, 일반 프로세스)에서 우선순위를 지정하는 값은 priority 이다.

nice 값은 priority값의 일부에 해당하는 영역에 불과하다. 그래서 nice 값와 priority 값은 상관관계가 있으며 변환식에 의해서 값 변화가 가능하다(변환식 아래 있음). 이런 nice 값을 가지고 우선권이 조정되는 프로세스들은 SCHED_OTHER, SCHED_BATCH, SCHED_IDLE 타입으로 지정되어 있다.

스케줄러의 종류와 우선순위 min/max를 보고 싶다면 아래 명령을 입력한다.

# chrt -m

4021번 프로세스가 어떤 스케줄러에 속해 있는지 알고 있다면 아래 명령을 입력한다.

# chrt -p 4021

PR(priority)에 대하여

nice 값을 이용하지 않고, priority 값만을 따지는 프로세스들이 있다. 리얼 타임 프로세스들이다. 모든 프로세스는 priority값을 가지고 있으며 그 범위는 1 ~ 139 까지 지정할 수 있다. 1이 가장 우선순위가 높고, 139가 가장 우선순위가 낮다. 리얼타임 프로세스들이 지정할 수 있는 priority 범위는 (1~99)까지이다. 리얼 타임 프로세스들은 언제나 일반 프로세스들보다 우선순위가 높아야 한다. 그런 이유로 nice 값만으로 변경할 수 있는 priority 범위는 100 ~ 139 까지이다.

  • nice 값 -20 이 priority 값 100 이다 (nice 중에서는 최고 높은 우선순위)
  • nice 값 19 가 priority 값 139 이다 (nice 중에서는 최고 낮은 우선순위)

그런데 top 명령에서 priority값을 보여주는 PR 값은 위 공식대로 보여주지 않는다. 약간 변경해서 보여준다. 아래는 PR값의 계산 공식이다.

  • 일반적인 프로세스 PR = 20 + NI (NI의 범위는 -20 에서 19 까지)
    • NI값 -20 는 PR값 0 이다 (priority 값은 100, nice 중에는 최고 우선 순위)
    • NI값 0 는 PR값 20 이다 (priority 값은 120, nice 미 지정시 일반적 우선 순위)
    • NI값 19 는 PR값 39 이다 (priority 값은 139, nice 중에는 최하 우선 순위)
  • 리얼타임 프로세스 PR = -1 – rt_priority (rt_priority의 범위는 1 에서 99 까지)
    • rt_priority값 99 은 PR값 -100(rt) 이다 (priority 값은 1, real time 중 최고 우선 순위)
    • rt_priority값 1 은 PR값 -2 이다 (priority 값은 99, real time 중 최저 우선 순위)

위 공식에 따라서 PR이 양수라면 일반 프로세스를 뜻하며, PR값이 음수라면 리얼 타임 프로세스를 뜻한다.

  • PR값이 -100에 가까울 수록 더 높은 우선순위를 가진다
  • rt_priority값이 99에 가까울 수록 더 높은 우선순위를 가진다
  • priority값이 1에 가까울수록 더 높은 우선순위를 가진다

이제 nice값 수정으로는 올릴수 없는 rt_priority 1~99 값을 지정하는 방법을 알아보자.

6097번 프로세스를 fifo 스케줄러에 rt_priority 99로 설정하려면 아래와 같이 입력한다.

# chrt -f -p 99 6097

위 명령을 치고 top 명령을 치면 해당 프로세스의 PR값이 rt 라고 보여지게 된다. 가장 높은 우선순위를 지정받게 된 것이다. rt_priority 값 99는 priority 값 1에 해당한다.

6097번 프로세스를 fifo 스케줄러에 real_time_priority 1로 설정하려면 아래와 같이 입력한다.

# chrt -f -p 1 6097

참고 1
루트 유저가 아닌 프로세스에 대해서 /etc/security/limits.conf 파일을 통해서 nice 값 변경 범위를 제한할 수 있다.

참고 2
커널은 CPU사용량에 따라서 특정 프로세스의 priority값을 동적으로 변경할 수 있다. 이 경우 nice값을 손대는게 아니기 때문에, PR = 20 + NI 공식이 안맞게 된다. 하지만 일반적인 경우에는 이 공식이 맞다. real time priority는 커널이 priority를 임의로 손대지 않는다.

참고 3

chrt: failed to set pid 0's policy: Operation not permitted

chrt 명령으로 rt_priority를 변경하려고 했는데 위 에러가 발생한다면, 아래 명령을 입력한다

# sysctl -w kernel.sched_rt_runtime_us=-1

참고자료
* https://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=alice_k106&logNo=221149061940&parentCategoryNo=&categoryNo=23&viewDate=&isShowPopularPosts=false&from=postList
* https://code.i-harness.com/ko-kr/q/879ceb
* https://www.ibm.com/developerworks/library/l-lpic1-103-6/index.html
* https://askubuntu.com/questions/656771/process-niceness-vs-priority
* https://superuser.com/questions/203657/difference-between-nice-value-and-priority-in-the-top-output
* https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=alice_k106&logNo=221170316769&proxyReferer=https%3A%2F%2Fwww.google.co.kr%2F

Advertisements

/etc/init.d 와 /etc/init 폴더의 차이점

/etc/init.d 는 System V init tools(SysVinit)가 사용하는 스크립트를 담고 있습니다. 이는 리눅스가 지금까지 전통적으로 사용해온 서비스 관리 프로그램인 init 프로세스가 사용하는 스크립트 들입니다. init 프로세스는 커널이 초기화되고 나서 가장 처음 실행되는 프로세스 입니다. /etc/init.d 안에는 init 프로세스가 특정한 서비스(apache, mysql, …) 들을 start, stop, restart, reload 할 수 있는 쉘 스크립트들이 들어있습니다. 이 스크립트들은 사용자가 직접 실행할 수도 있고 /etc/rc?.d 디렉토리에 링크가 연결되어 부팅시에 자동으로 실행하게 할수도 있습니다

/etc/init 은 Upstart가 사용하는 설정파일들을 담고 있습니다. Upstart는 너무 오래된 init을 대체하기 위한 비교적 최근에 개발된 프로그램 입니다. /etc/init 디렉토리에는 Upstart가 start, stop, reload, status 명령을 통해서 특정 서비스를 어떻게 동작시켜야 하는지 설정을 담고있습니다. 우분투 10.04(lucid) 버전부터 우분투는 전통적인 SysVinit 프로세스에서 Upstart 로 전환중입니다. Upstart 로 시스템 구성이 선호되지만 당분간은 SysVinit 구조도 같이 제공될것입니다. 사실, SysVinit 스크립트는 Upstart의 호환성 레이어를 이용해서 처리되게 됩니다.

.d 디렉토리 이름은 일반적으로 어떤 환경에 필요한 설정 파일이나 스크립트를 담고 있다는 의미로 쓰입니다.(예를 들어 /etc/apt/sources.list.d 는 sources.list 를 작성하는데 필요한 파일들이 들어있습니다. /etc/network/if-up.d 는 네트워크 인터페이스를 활성화 시킬때 필요한 스크립트를 담고 있습니다).
이 경우에는 “init”은 논리적인 이름을 가진 디렉토리 이지만, SysVinit이 먼저 init.d 디렉토리를 사용하고 있으니, Upstart는 그냥 init 을 같은 목적으로 사용하는 디렉토리명으로 선택했습니다.

Upstart 는 systemd로 언젠가는 대체될 예정입니다.

참고자료
http://blog.sapzil.org/2014/08/12/upstart/
http://lunatine.net/about-systemd/

pulse audio 고생기

5422보드에서 오디오 작업을 하고 있는데 어느 순간 부터 재생음이 끊기고 겹치는 현상이 발생했다.
처음엔 안 괜찮다가, 어느 순간 부터 그랬다.
뭔가 apt-get으로 시스템 업데이트를 하면서 꼬였거나, 설정을 잘못 건들인 것으로 생각되서 문제점을 뒤졌다.
증상을 자세히 살펴보니,

$ aplay -D hw:0,0 test.wav

이렇게 명시적으로 장치를 지정하면 문제가 없는데,

$ aplay test.wav

이렇게 default 장치를 쓰면 문제가 발생했다.

차이점을 살펴보니 default 장치를 사용하게 되면, aplay가 PulseAudio PCM I/O Plugin을 이용해서 소리르 재생한다는 것을 알았다.

aplay는 alsa를 이용하는 저수준 프로그램인데 그 상위 계층인 PulseAudio에게 음악 재생을 시키다니..? 이해가 안됬지만, 뭐 편리함을 위해서 그럴수 있지…라고 결론짓고 이 부분은 그냥 패스..

문제의 핵심은 audio device -> ALSA -> PulseAudio로 넘어갔다.

PulseAudio는 디버깅 해본적이 한번도 없어서 자료를 찾아서 문제점을 파악하는 방법을 공부했다.
우선 PulseAudio는 환경설정 파일이 /etc/pulse 디렉토리에 몰려있었다.
여기서 특히 default.pa 파일은 어떤 모듈을 로딩할지에 대한 설정을 담고 있었다.
그 외에는 ~/.config/pulse 디렉토리에 안에 캐시 파일이나 개인 환경 설정이 저장된다.

여튼 PulseAudio가 밷어내는 출력 메세지를 보는 방법을 찾았는데 아래 문서에 자세하게 설명되어 있다.
https://wiki.ubuntu.com/PulseAudio/Log

$ echo autospawn = no >> ~/.config/pulse/client.conf

위 명령은 PulseAudio 서버가 자동으로 실행되는 것을 막아준다.

$ killall pulseaudio

이미 실행되고 있는 PulseAuido 서버를 다 죽인다.

LANG=C pulseaudio -vvvv –log-time=1 > ~/pulseverbose.log 2>&1

로그 기능을 활성화 해서 새롭게 PulseAudio 데몬 하나를 띄운다.

이렇게 해서 음악을 재생하면 긴 로그가 쌓이게 된다. 너무 내용도 길고 어려워서 뭔말인지 모르겠다…

그래서 실시간으로 보기 위해서 그냥 콘솔에서 직업 로그가 나오게 했다.

$ pulseaudio -vvvv –log-level=debug

이렇게 하고 다른 창에서 aplay로 음악을 재생해보니, 음이 문제가 되는 시점마다 로그에 아래 메세지가 찍힌다.

( 4.176| 0.000) I: [alsa-sink-Playback wm8960-hifi-0] alsa-sink.c: Increasing wakeup watermark to 40.00 ms

구글링을 통해서 정확한 답은 찾지 못했지만 비슷한 이슈를 하나 찾았다.
http://mailman.alsa-project.org/pipermail/alsa-devel/2015-August/097068.html

그래서 나도 /etc/pulse/default.pa 파일의 아래 라인을 수정했더니 잘 되었다!

load-module module-alsa-sink rate=44100 tsched=0

이 글은 Ubuntu 14.04 에서 테스트 되었음

PulseAudio 관련 명령어들

$ pacmd

이 문제를 조사하면서 참고한 자료들이다.
* https://wiki.ubuntu.com/PulseAudio
* https://wiki.ubuntu.com/PulseAudio/Log
* https://wiki.archlinux.org/index.php/PulseAudio/Examples