[리눅스커널] 스케줄링: 선점 스케줄링 발생 시점을 아는 것은 왜 중요할까?

리눅스 시스템 개발자로 문제 해결 능력을 키우기 위해선 선점 스케줄링 발생 시점을 아는 것이 중요합니다.

리눅스 디바이스를 개발하다 보면 다양한 버그를 만납니다. 수 많은 버그 중 선점 스케줄링으로 시스템이 오동작하는 상황을 겪을 수 있습니다. 예를 들어 커널 패닉 발생하는 가장 큰 원인 중 하나가 선점 스케줄링 때문입니다.

리눅스 커널 커뮤니티에서 배포하는 커널 패치도 마찬가지 입니다. 선점 스케줄링으로 발생하는 레이스 컨디션을 막기 위한 패치가 많습니다.

누구나 리눅스 커널은 안정적인 코드이니 잘 실행될 것이라 믿고 커널 함수를 써서 드라이버 코드를 작성합니다. 

하지만 선점 스케줄링 동작 원리를 잘 알고 있는 개발자는 더 안정적인 코드를 작성할 수 있습니다. 또한 선점 스케줄링으로 버그가 발생해도 문제점을 더 빨리 분석할 수 있습니다. 선점 스케줄링으로 시스템이 오동작을 해도 어느 코드부터 분석할 지 알 수 있기 때문입니다.

시스템 오동작을 디버깅을 하기 위해선 먼저 선점 스케줄링이 언제 발생하는지 선점 스케줄링을 어떤 방식으로 지연하는지 알아야 합니다. 그래야 다양한 문제 해결 능력을 키울 수 있습니다.

"혹시 궁금한 점이 있으면 댓글로 질문 남겨주세요. 아는 한 성실히 답변 올려드리겠습니다!" 

Thanks,

Austin Kim([e-mail])

Reference(프로세스 스케줄링)

스케줄링 소개

   스케줄링란 무엇일까?   

   선점과 비선점 스케줄링이란    

   컨택스트 스위칭이란   

   스케줄링 정책이란    

   스케줄러 클래스란 무엇일까?   

   런큐란 무엇일까?    

   우선순위(nice)란   

프로세스 상태 관리

   프로세스 상태 소개   

   프로세스 상태 변화   

   어떤 함수가 프로세스 상태를 바꿀까?

      TASK_RUNNING(실행 대기)   

      TASK_RUNNING(CPU 실행)   

      TASK_INTERRUPTIBLE 상태 변경   

      TASK_UNINTERRUPTIBLE 상태 변경  

   프로세스 상태를 ftrace로 확인하기   

스케줄러 클래스

   스케줄러 클래스 자료구조 소개     

   5가지 스케줄러 클래스란 무엇일까?     

   프로세스는 스케줄러 클래스를 어떻게 등록할까?  

   프로세스는 스케줄러 클래스로 스케줄러 세부 함수를 어떻게 호출할까? 

런큐

   런큐 자료구조 struct rq 소개    

   runqueues 변수에 대해서     

   런큐에 접근하는 함수 소개    

   런큐 자료구조 확인하기   

CFS 스케줄러

   CFS 스케줄러를 이루는 주요 개념 알아보기  

   CFS 스케줄러 알고리즘과 vruntime   

   CFS 관련 세부 함수 분석  

     타임 슬라이스 관리  

     vruntime 관리 세부 함수 분석  

   vruntime을 ftrace로 확인하는 실습 따라해보기   

선점 스케줄링(Preemptive Scheduling)   

   선점 스케줄링(Preemptive Scheduling)이란 무엇일까?      

   선점 스케줄링 진입점은 어디인가?   

   선점 스케줄링 발생 시점을 아는 것은 왜 중요할까?   

   선점 스케줄링 진입점: 커널 모드 중 인터럽트 발생  

   선점 스케줄링: 유저 프로세스 실행 중 인터럽트가 발생   

   선점 스케줄링 진입점: 유저 프로세스가 시스템 콜 처리를 마무리한 후   

   선점 스케줄링 지연 함수 preempt_enable()/preempt_disable() 소개  

프로세스는 어떻게 깨울까?

   프로세스를 깨운다는 것은 무엇을 의미할까?   

   프로세스를 깨울 때 호출하는 함수    

   깨우는 프로세스를 런큐에 Enqueue 동작   

스케줄링 핵심 schedule() 함수 분석

   스케줄링 핵심 schedule() 함수 분석하기    

   schedule() 함수 동작 정리하기     

컨택스트 스위칭

   컨택스트 스위칭이란 무엇인가?  

   컨택스트 스위칭 관련 자료 구조 알아보기  

   컨택스트 스위칭 세부 코드 분석  

   ftrace로 컨택스트 스위칭 동작 확인  

   컨택스트 스위칭 디버깅하기  

스케줄링 디버깅

   ftrace: sched_switch와 sched_wakeup 이벤트 소개   

   ftrace: 스케줄링 실행 시 콜스택 파악하기    

   프로세스를 깨울 때 콜스택 분석하기   

   스케줄링 프로파일링

     CPU에 부하를 주는 테스트   

     CPU에 부하를 주지 않는 테스트 

# 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