[리눅스커널][스케줄링] 선점 스케줄링(Preemptive Scheduling)이란 무엇일까?

선점 스케줄링이란 CPU에서 실행 중인 프로세스를 비우고 새로운 프로세스를 CPU에서 실행시키는 방식입니다.

선점 스케줄링에 대한 이해를 돕기 위해 야구에서 투수 교체를 하는 과정을 예를 들겠습니다.

마운드에 A란 투수가 있다고 가정합시다. A란 투수는 열심히 공을 던지고 있습니다. 감독은 투수가 마운드에서 제대로 공을 던지고 있는지 계속 관찰합니다. 제구는 좋은지 구속은 제대로 나오고 있는지 점검합니다.

그런데 시간이 흘러 B, C와 D란 투수가 자신이 공을 던지고 싶다는 의사와 함께 불펜에서 몸을 풀기 시작했습니다. B, C와 D란 투수도 A와 같은 기량의 투수입니다.

감독은 A와 B, C, D 투수를 비교합니다. 만약 B, C, D 투수 중에 A보다 잘 던진다고(우선 순위가 높으면) 감독은 어떤 결정은 내릴까요? A 투수를 강판시키고 B란 투수를 마운드에 올립니다.

여기서 A와 B 투수를 프로세스, 감독을 스케줄러 그리고 마운드를 CPU로 바꿔서 생각해 봅시다.

현재 A란 프로세스가 CPU를 점유하면서 실행 중이라고 가정하겠습니다.

그런데 런큐에 Enqueue한 후 실행을 기다리는 B, C, D란 프로세스가 있습니다.   

스케줄러는 A와 B, C, D 프로세스와 우선 순위를 비교합니다. 만약 A 프로세스보다 B란 프로세스가 우선 순위가 높다고 판단하면 A란 프로세스를 CPU에서 비우고 B란 프로세스를 CPU에 실행 시킵니다.

이를 선점 스케줄링이라고 말합니다.

Reference(프로세스 관리)

4.1 프로세스 소개

   4.1.1 프로세스란/ 4.1.2 태스크란/ 4.1.3 스레드란

4.2 프로세스 확인하기

4.3 프로세스는 어떻게 생성하나?

   4.3.1 do_fork() 함수 소개

   4.3.2 유저 레벨 프로세스 생성 시 _do_fork() 함수 흐름

   4.3.3 커널 프로세스 생성 시 do_fork() 함수 흐름

4.4 유저 레벨 프로세스 실행 실습

   4.4.1 기본 유저 레벨 프로세스 실행 실습 및 ftrace 로그 분석

   4.4.2 부모 자식 프로세스 생성 실습 및 ftrace 로그 분석  

4.5 커널 스레드

   4.5.1 커널 스레드란 4.5.2 커널 스레드 종류 4.5.3 커널 스레드는 어떻게 생성하나? 

4.6 커널 프로세스 생성 및 종료 함수 분석

   4.6.1 _do_fork() 함수 분석

   4.6.2 copy_process() 함수 분석

   4.6.3 do_exit() 함수 분석 

4.7 태스크 디스크립터(struct task_struct)

   4.7.1 프로세스를 식별하는 멤버 / 4.7.2 프로세스 상태 저장 

   4.7.3 프로세스 간 관계 / 4.7.4 프로세스 연결 리스트

   4.7.5 프로세스 실행 시각 정보

4.8 스레드 정보(struct thread_info)

   4.8.1 프로세스는 스택을 어떻게 쓸까?

   4.8.2 struct thread_info 구조체 소개

   4.8.3 실행 중인 CPU 번호 확인하기

   4.8.4 struct thread_info 초기화 코드 분석 

4.9 프로세스 컨택스트 정보는 어떻게 저장할까?

 4.9.1 컨택스트 소개/ 4.9.2 인터럽트 컨택스트 정보 확인하기/ 4.9.3 Soft IRQ 컨택스트 정보 확인하기

 4.9.4 선점 스케줄링 여부 정보 저장

4.10 프로세스 디스크립터 접근 매크로 함수

 4.10.1 current_thread_info()/ 4.10.2 current 매크로란

4.11 프로세스 디버깅

 4.11.1 glibc fork 함수 gdb 디버깅

 4.11.2 유저 프로그램 실행 추적