might_sleep()

기능

• CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY 옵션이 동작할 때에만 동작하는 Preemption 포인트
• 현재 태스크보다 더 높은 우선 순위의 태스크를 빨리 처리할 수 있도록 중간에 리스케쥴링을 허용한다.
• 리스케쥴링하는 경우 현재 태스크가 preemption되며 이 때 sleep이 일어나게 된다.
• Preemption Points
  • 리눅스커널은 이렇게 preemption 포인트를 커널의 여러 곳에 뿌려(?) 놓았다.
  • preemption 포인트의 도움을 받아 급한 태스크의 가동에 필요한 latency가 100us 이내로 줄어드는 성과가 있었다.
  • preemption 포인트는 보통 1ms(100us) 이상 소요되는 루틴에는 보통 추가하여 놓는다.

소스 분석

might_sleep()

아래 소스에서 CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP 옵션이 있는 경우에만 디버그를 위해 __might_sleep()루틴을 호출한다.

#ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
/**
* might_sleep - annotation for functions that can sleep
*
* this macro will print a stack trace if it is executed in an atomic
* context (spinlock, irq-handler, ...).
*
* This is a useful debugging help to be able to catch problems early and not
* be bitten later when the calling function happens to sleep when it is not
* supposed to.
*/
# define might_sleep() \
        do { __might_sleep(__FILE__, __LINE__, 0); might_resched(); } while (0)
#else
# define might_sleep() do { might_resched(); } while (0)
#endif

might_resched()는 CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY 옵션이 있는 경우에만 _cond_resched()루틴을 호출하고 없는 경우 아무것도 하지 않는다.

include/linux/kernel.h

#ifdef CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY
# define might_resched() _cond_resched()
#else
# define might_resched() do { } while (0)
#endif

• should_resched()함수는 preemption 가능한 상태(preempt count가 0)이면서 현재 태스크보다 더 높은 우선 순위를 갖은 태스크가 있는 경우에 true
• preempt_schedule_commoon() 함수는 태스크의 스케쥴링을 다시 한다.

include/linux/kernel.h

int __sched _cond_resched(void)
{
        if (should_resched()) {
                preempt_schedule_common();
                return 1;
        }
        return 0;
}

should_resched()

• preemption이 enable(preempt_count()가 0) 이면서
• 리스케쥴 요청이 있는 경우(tif_need_resched()가 true)

include/asm-generic/preempt.h

/*
 * Returns true when we need to resched and can (barring IRQ state).
 */
static __always_inline bool should_resched(void)
{
        return unlikely(!preempt_count() && tif_need_resched());
}

• preempt_count 값은 preempt_enable() 호출 시 감소되며 preempt_disable() 호출 시 증가된다.
• preempt_count 값이 0인 경우 preemption이 가능한 상태가 된다.

include/asm-generic/preempt.h

static __always_inline int preempt_count(void)
{
        return current_thread_info()->preempt_count;
}

• test_bit() 함수는 비트 operation에 사용되는 함수로 해당 비트가 설정되어 있는지를 체크하여 리턴한다.
• 스레드 플래그
  • 여러 개의 많은 비트로 구성되어 있는데 그 중 TIF_NEED_RESCHED 비트는 리스케쥴이 필요한 경우 세트된다.

include/linux/thread_info.h

static inline int test_ti_thread_flag(struct thread_info *ti, int flag)
{
        return test_bit(flag, (unsigned long *)&ti->flags);
}

#define test_thread_flag(flag) \
        test_ti_thread_flag(current_thread_info(), flag)

#define tif_need_resched() test_thread_flag(TIF_NEED_RESCHED)

preempt_schedule_common()

static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
{
        do {
                __preempt_count_add(PREEMPT_ACTIVE);
                __schedule();
                __preempt_count_sub(PREEMPT_ACTIVE);

                /*
                 * Check again in case we missed a preemption opportunity
                 * between schedule and now.
                 */
                barrier();
        } while (need_resched());
}

참고

• Optimizing preemption | LWN.net
• Real-Time Preemption PatchSet | Timesys – 다운로드