[리눅스커널] 시간관리: msecs_to_jiffies 함수란

msecs_to_jiffies() 함수는 밀리초를 입력으로 받아 jiffies 단위 시각 정보를 반환합니다. 리눅스 커널에서 실행 시간 기준으로 흐름을 제어할 때 많이 씁니다.

msecs_to_jiffies() 함수 세부 코드 분석에 앞서 이 함수를 왜 쓰는지 알아봅시다.

당연한 이야기지만 개발자들은 실행 시간을 '초'나 '밀리 초' 단위로 생각하는 습관이 있습니다.

 

 100밀리 초 후에 이미 실행한 함수가 1을 반환하면 어떻게 예외 처리를 할까?” 

 200밀리 초 정도 딜레이를 줘야 할까?”

그런데 커널은 HZ 단위로 실행 시간을 관리합니다. 따라서 커널이 시간을 처리하는 단위로 시간 정보를 변환시켜야 합니다. 이를 위해 msecs_to_jiffies() 함수를 호출해야 합니다. 이 함수는 가독성도 높습니다. 함수 이름처럼 ‘밀리초를 지피스로 바꾸는’ 기능이라고 유추할 수 있습니다.  

* 강의 동영상도 있으니 같이 들으시면 좋습니다.

#커널 시간관리 목차

커널 타이머 관리 주요 개념 소개

   HZ란 무엇인가/Soft IRQ TIMER_SOFTIRQ 서비스/커널 타이머와 동적 타이머란 무엇인가

jiffies란

   jiffies 소개

   jiffies와 jiffies_64 변수란

   jiffies란 값은 누가 언제 증가시킬까

   msecs_to_jiffies() 함수란

커널 타이머 제어

   time_after()/time_before() 함수 소개

   time_after()/time_before() 함수 사용 예시 알아보기

동적 타이머 초기화

   동적 타이머 전체 흐름도 소개

   동적 타이머 자료구조 struct list 소개

   동적 타이머 초기화 함수 소개

동적 타이머 등록하기

   동적 타이머 등록 전체 흐름 소개

   동적 타이머 등록 과정 주요 함수 분석

   동적 타이머 등록 과정 세부 커널 타이머 함수 분석

동적 타이머는 누가 언제 실행하나?

   커널 타이머 실행 전체 흐름도 알아보기

   커널 타이머 실행 시작 단계 코드 분석

   Soft IRQ 타이머 서비스 실행 시작 단계 코드 분석

   등록된 동적 타이머 실행 단계 코드 분석

라즈베리파이 커널 타이머 실습 및 로그 분석

   ftrace 동적 타이머 디버깅 이벤트 소개

   라즈베리파이에서 동적 타이머 등록 및 실행 과정 ftrace로 확인하기

"혹시 궁금점이 있으면 댓글로 질문 남겨주세요. 아는 한 성실히 답글 올려드리겠습니다!"

 

# Reference: For more information on 'Linux Kernel';

디버깅을 통해 배우는 리눅스 커널의 구조와 원리. 1

http://www.yes24.com/Product/Goods/90085976

디버깅을 통해 배우는 리눅스 커널의 구조와 원리. 2

http://www.yes24.com/Product/Goods/90087307

repository:

http://rousalome.egloos.com/10025674

덧글

[eunwoo]

안녕하세요!! 디버깅을 통해 배우는 리눅스 커널의 구조와 원리 8단원 타이머 공부도중 궁금한게 생겨서 댓글을 남깁니다!!

msecs_to_jiffies 함수를 분석하는 도중 21페이지에 있는 MAX_JIFFY_OFFSET 매크로 부분이 이해가 가지 않습니다

#define MAX_JIFFY_OFFEST ((LONG_MAX) >> 1 - 1)
#define LONG_MAX ((long)(~0UL>>1))

여기서 LONG_MAX의 값이 아래와 같이 변환이 된다면
~0UL >> 1 == 0xFFFFFFFF >> 1 == 0x7FFFFFFF 이와같이 될 것이며 이를 MAX_JIFFY_OFFSET에 넣는다면

#define MAX_JIFFY_OFFEST (0x7FFFFFFF >> 1 - 1) 이와같이 되어서 결국엔 0x3FFFFFFF - 1 == 0x3FFFFFFE 가 되는게 아닌가요??

우측 쉬프트연산이 총 2번 일어나는데 0xFFFFFFFF에서 0x1FFFFFFF로 바뀌는 이유를 알고싶습니다!

[AustinKim]

지적하신 내용이 맞습니다. 이미 다른 개발자가 이 부분의 수식에 오류가 있고 지적했는데요.
블로그에 공지를 하지 못한 점 사과드립니다. 이 내용은 수정해 2쇄에 반영될 예정입니다.

참고로, MAX_JIFFY_OFFSET의 정체를 확인하기 위해 아래와 같은 코드를 작성해 봤는데요.

diff --git a/arch/arm/kernel/sys_arm.c b/arch/arm/kernel/sys_arm.c
index a5f183c..b7e8fd8 100644
--- a/arch/arm/kernel/sys_arm.c
+++ b/arch/arm/kernel/sys_arm.c
@@ -24,6 +24,15 @@
#include <linux/ipc.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/slab.h>
+#include <linux/jiffies.h>
+
+void trace_time_func(void)
+{
+ unsigned long time_val = MAX_JIFFY_OFFSET;
+ printk("val = %lu n", time_val);
+}

/*
* Since loff_t is a 64 bit type we avoid a lot of ABI hassle
@@ -32,5 +41,6 @@
asmlinkage long sys_arm_fadvise64_64(int fd, int advice,
loff_t offset, loff_t len)
{
+ trace_time_func();
return ksys_fadvise64_64(fd, offset, len, advice);
}

trace_time_func() 함수의 어셈블리 코드는 다음과 같은데요.

8010c0ac <trace_time_func>:
8010c0ac: e1a0c00d mov ip, sp
8010c0b0: e92dd800 push {fp, ip, lr, pc}
8010c0b4: e24cb004 sub fp, ip, #4
8010c0b8: e52de004 push {lr} ; (str lr, [sp, #-4]!)
8010c0bc: eb000ef6 bl 8010fc9c <__gnu_mcount_nc>
8010c0c0: e30408b0 movw r0, #18608 ; 0x48b0
8010c0c4: e3e01107 mvn r1, #-1073741823 ; 0xc0000001
8010c0c8: e34800bf movt r0, #32959 ; 0x80bf
8010c0cc: eb23890d bl 809ee508 <printk>
8010c0d0: e89da800 ldm sp, {fp, sp, pc}

'mvn r1, #-1073741823' 코드가 실행되면 r1(MAX_JIFFY_OFFSET)는 0x3FFFFFFE로 업데이트됩니다.

감사합니다.