块 IO 优先级

简介

IO 优先级特性允许用户为进程或进程组设置 IO 调度优先级，类似于 CPU 调度中长期可用的功能。IO 优先级的支持取决于 IO 调度器，目前 bfq 和 mq-deadline 支持该特性。

调度类

为 IO 优先级实现了三个通用的调度类，它们决定如何为进程提供 IO 服务。

IOPRIO_CLASS_RT：这是实时 IO 类。此调度类的优先级高于系统中任何其他类，此类的进程每次都优先访问磁盘。因此，需要谨慎使用，一个 IO RT 进程可能会使整个系统饥饿。在 RT 类中，有 8 个级别的数据，用于精确确定此进程每次服务需要磁盘的时间。将来，这可能会更改为更直接地映射到性能，例如传递所需的数据速率。

IOPRIO_CLASS_BE：这是尽力而为调度类，它是任何未设置特定 IO 优先级的进程的默认设置。类数据决定了进程将获得的 IO 带宽，它直接映射到 CPU nice 级别，只是实现得更粗糙。0 是最高的 BE 优先级级别，7 是最低的。CPU nice 级别和 IO nice 级别之间的映射关系如下：io_nice = (cpu_nice + 20) / 5。

IOPRIO_CLASS_IDLE：这是空闲调度类，在此级别运行的进程只有在没有其他进程需要磁盘时才获得 IO 时间。空闲类没有类数据，因为它不适用。

工具

请参阅下文 ionice 工具的示例。用法

# ionice -c<class> -n<level> -p<pid>

如果未提供 pid，则假定为当前进程。IO 优先级设置在 fork 时继承，因此可以使用 ionice 在给定级别启动进程

# ionice -c2 -n0 /bin/ls

将以最高优先级的尽力而为调度类运行 ls。对于正在运行的进程，可以提供 pid 代替

# ionice -c1 -n2 -p100

将更改 pid 100 以实时调度类，优先级为 2 运行。

ionice.c 工具

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <getopt.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ptrace.h>
#include <asm/unistd.h>

extern int sys_ioprio_set(int, int, int);
extern int sys_ioprio_get(int, int);

#if defined(__i386__)
#define __NR_ioprio_set               289
#define __NR_ioprio_get               290
#elif defined(__ppc__)
#define __NR_ioprio_set               273
#define __NR_ioprio_get               274
#elif defined(__x86_64__)
#define __NR_ioprio_set               251
#define __NR_ioprio_get               252
#else
#error "Unsupported arch"
#endif

static inline int ioprio_set(int which, int who, int ioprio)
{
      return syscall(__NR_ioprio_set, which, who, ioprio);
}

static inline int ioprio_get(int which, int who)
{
      return syscall(__NR_ioprio_get, which, who);
}

enum {
      IOPRIO_CLASS_NONE,
      IOPRIO_CLASS_RT,
      IOPRIO_CLASS_BE,
      IOPRIO_CLASS_IDLE,
};

enum {
      IOPRIO_WHO_PROCESS = 1,
      IOPRIO_WHO_PGRP,
      IOPRIO_WHO_USER,
};

#define IOPRIO_CLASS_SHIFT    13

const char *to_prio[] = { "none", "realtime", "best-effort", "idle", };

int main(int argc, char *argv[])
{
      int ioprio = 4, set = 0, ioprio_class = IOPRIO_CLASS_BE;
      int c, pid = 0;

      while ((c = getopt(argc, argv, "+n:c:p:")) != EOF) {
              switch (c) {
              case 'n':
                      ioprio = strtol(optarg, NULL, 10);
                      set = 1;
                      break;
              case 'c':
                      ioprio_class = strtol(optarg, NULL, 10);
                      set = 1;
                      break;
              case 'p':
                      pid = strtol(optarg, NULL, 10);
                      break;
              }
      }

      switch (ioprio_class) {
              case IOPRIO_CLASS_NONE:
                      ioprio_class = IOPRIO_CLASS_BE;
                      break;
              case IOPRIO_CLASS_RT:
              case IOPRIO_CLASS_BE:
                      break;
              case IOPRIO_CLASS_IDLE:
                      ioprio = 7;
                      break;
              default:
                      printf("bad prio class %d\n", ioprio_class);
                      return 1;
      }

      if (!set) {
              if (!pid && argv[optind])
                      pid = strtol(argv[optind], NULL, 10);

              ioprio = ioprio_get(IOPRIO_WHO_PROCESS, pid);

              printf("pid=%d, %d\n", pid, ioprio);

              if (ioprio == -1)
                      perror("ioprio_get");
              else {
                      ioprio_class = ioprio >> IOPRIO_CLASS_SHIFT;
                      ioprio = ioprio & 0xff;
                      printf("%s: prio %d\n", to_prio[ioprio_class], ioprio);
              }
      } else {
              if (ioprio_set(IOPRIO_WHO_PROCESS, pid, ioprio | ioprio_class << IOPRIO_CLASS_SHIFT) == -1) {
                      perror("ioprio_set");
                      return 1;
              }

              if (argv[optind])
                      execvp(argv[optind], &argv[optind]);
      }

      return 0;
}

2005 年 3 月 11 日，Jens Axboe <jens.axboe@oracle.com>