add_wait_queue()/remove_wait_queue()/schedule() 설명 및 사용법

  1  vim:ft=cpp

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  3  @ 개요
  4  wait_queue 설명
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  6  @ wait_queue
  7  어떤 일이 발생할때 깨어날 task(process)를 저장하는 queue.
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  9  동일한 커널함수(코드)가 여러 task에 의해 실행될수 있어 어떤 조건을
 10  만족할때까지 여러개의 task를 보류했다가 조건 발생시 task를 실행하기 위해 사용.
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 12  A constext에서 schdule()를 호출하게 되면 context는 다른 task로 넘어가게 되는데
 13  A를 어떤일이 발생하면 다시 실행(TASK_RUNNING)으로 만들기 위해 wait queue를 사용한다.
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 15  A context에서 schedule()를 호출하기전 자신을 깨어날 조건 (TASK_INTERRUPTIBLEE등)
 16  으로 변경한후 wait_queue 에 추가한다. 그리고 schedule()를 호출하여 context를
 17  다른 task로 넘긴다. 다른 task실행중 A task가 깨어날 조건 (interrupt등)이 발생되면
 18  관련함수(코드)가 실행되고 이곳에서 wake_up_xxx()함수를 호출하여 wait_queue의
 19  task를 깨운다(TASK_RUNNING으로 변경).
 20  그러면 A task의 schedule()아래 코드부터 다시 실행된다.
 21  이때 주의할것이
 22  - A task의 schedule()아래에서 remove_wait_queue()를 호출하여
 23  wait_queue에서 자신을 (A task)를 제거해야 한다.
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 25  - add_wait_queue(), remove_wait_queue(), wake_up_xxx()에 인자로 넘어가는
 26  wait_queue는 동일한 instance이다.
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 28  @ 용법
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 30  - wait 시작하는 함수
 31  DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
 32  add_wait_queue(&gQName, &wait);
 33  set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLEE);
 34  schedule_timeout(timeout);
 35  current->state = TASK_RUNNING;
 36  remove_wait_queue(&gQName, &wait);
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 38  void tty_wait_until_sent(struct tty_struct * tty, long timeout)
 39  {
 40      DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
 41
 42      ...
 43      add_wait_queue(&tty->write_wait, &wait);
 44      if (!timeout)
 45          timeout = MAX_SCHEDULE_TIMEOUT;
 46      do {
 47          ...
 48          set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
 49          ...
 50          timeout = schedule_timeout(timeout);
 51      } while (timeout);
 52      if (tty->driver.wait_until_sent)
 53          tty->driver.wait_until_sent(tty, timeout); // <- wait에서 깨어나서 해야할 일
 54  stop_waiting:
 55      current->state = TASK_RUNNING;
 56      remove_wait_queue(&tty->write_wait, &wait);
 57  }
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 59  - wait를 깨우는 함수
 60  wake_up_interruptible(&gQName);
 61
 62  /*
 63   * This can be called through the "tq_scheduler" 
 64   * task-list. That is process synchronous, but
 65   * doesn't hold any locks, so we need to make
 66   * sure we have the appropriate locks for what
 67   * we're doing..
 68   */
 69  void do_tty_hangup(void *data)
 70  {
 71      ...
 72      wake_up_interruptible(&tty->write_wait);
 73      wake_up_interruptible(&tty->read_wait);
 74      ...
 75  }
 76
 77  @ wake_up_interruptible()
 78  wait_queue list에서 TASK_INTERRUPTIBLEE로 설정된
 79  task를 TASK_RUNNING로 변경 하고 add_to_runqueue()호출
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 81  #define wake_up(x)          __wake_up((x),TASK_UNINTERRUPTIBLE | TASK_INTERRUPTIBLE | TASK_EXCLUSIVE)
 82  #define wake_up_all(x)          __wake_up((x),TASK_UNINTERRUPTIBLE | TASK_INTERRUPTIBLE)
 83  #define wake_up_sync(x)         __wake_up_sync((x),TASK_UNINTERRUPTIBLE | TASK_INTERRUPTIBLE | TASK_EXCLUSIVE)
 84  #define wake_up_interruptible(x)    __wake_up((x),TASK_INTERRUPTIBLE | TASK_EXCLUSIVE)
 85  #define wake_up_interruptible_all(x)    __wake_up((x),TASK_INTERRUPTIBLE)
 86  #define wake_up_interruptible_sync(x)   __wake_up_sync((x),TASK_INTERRUPTIBLE | TASK_EXCLUSIVE)
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 88  void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
 89  {
 90      __wake_up_common(q, mode, 0);
 91  }
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 93  static inline void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, const int sync)
 94  {
 95      struct list_head *tmp, *head;
 96      struct task_struct *p;
 97      unsigned long flags;
 98      ...
 99      list_for_each(tmp, head) {
100          unsigned int state;
101                  wait_queue_t *curr = list_entry(tmp, wait_queue_t, task_list);
102
103  #if WAITQUEUE_DEBUG
104          CHECK_MAGIC(curr->__magic);
105  #endif
106          p = curr->task;
107          state = p->state;
108          if (state & (mode & ~TASK_EXCLUSIVE)) {
109  #if WAITQUEUE_DEBUG
110              curr->__waker = (long)__builtin_return_address(0);
111  #endif
112              if (sync)
113                  wake_up_process_synchronous(p);
114              else
115                  wake_up_process(p);
116              if (state & mode & TASK_EXCLUSIVE)
117                  break;
118          }
119      }
120      wq_write_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
121  out:
122      return;
123  }
124
125  /*
126   * Wake up a process. Put it on the run-queue if it's not
127   * already there.  The "current" process is always on the
128   * run-queue (except when the actual re-schedule is in
129   * progress), and as such you're allowed to do the simpler
130   * "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself runnable
131   * without the overhead of this.
132   */
133  inline void wake_up_process(struct task_struct * p)
134  {
135      unsigned long flags;
136
137      /*
138       * We want the common case fall through straight, thus the goto.
139       */
140      spin_lock_irqsave(&runqueue_lock, flags);
141      p->state = TASK_RUNNING;
142      if (task_on_runqueue(p))
143          goto out;
144      add_to_runqueue(p);
145      reschedule_idle(p, flags); // spin_unlocks runqueue
146
147      return;
148  out:
149      spin_unlock_irqrestore(&runqueue_lock, flags);
150  }
151
152  /*
153   * Careful!
154   *
155   * This has to add the process to the _beginning_ of the
156   * run-queue, not the end. See the comment about "This is
157   * subtle" in the scheduler proper..
158   */
159  static inline void add_to_runqueue(struct task_struct * p)
160  {
161      list_add(&p->run_list, &runqueue_head);
162      nr_running++;
163  }

[출처] wait Queue|작성자 달려라