load balancing: 바쁜 CPU에서 옮길 수 있는 작업 찾기

이 코드는 어떤 문제를 푸나요?

CPU마다 일이 고르게 있지 않으면 어떤 CPU는 쉬는데 다른 CPU에는 실행 대기가 쌓일 수 있습니다. 그렇다고 아무 task나 가져올 수는 없습니다. CPU 허용 범위, 현재 실행 상태와 캐시 비용 등을 고려하여 이동 가능한 후보를 찾아야 합니다.

읽을 범위: v6.6 · kernel/sched/fair.c · detach_one_task 8799–8822행입니다. 아래에 이 범위의 원문과 각 줄의 설명을 실었습니다. 주제 전체의 흐름과 다른 경로는 기존 분석에서 함께 읽으실 수 있습니다.

먼저 알아둘 개념

src와 dst

src_rq는 작업을 가져올 원래 실행 큐이며 목적지는 lb_env가 담은 대상 CPU 정보로 결정됩니다. 주소 증가·감소와 관련된 방향이 아닙니다.

affinity

task가 실행되어도 되는 CPU 집합입니다. 목적 CPU가 허용 집합에 없다면 부하를 줄이려는 목적만으로 이동시킬 수 없습니다.

detach와 attach

원래 실행 큐에서 빼는 단계와 대상 실행 큐에 넣는 단계입니다. 이 둘을 구분해야 task가 이중으로 등록되거나 잠금 규칙이 꼬이는 문제를 이해할 수 있습니다.

처음 읽을 때

두 CPU에 각각 task 4개와 0개가 있다고 가정하세요. 네 개 중 세 개가 첫 CPU에 고정되어 있다면 숫자만 반으로 나누는 이동은 불가능합니다.

더 깊이 살펴볼 때

can_migrate_task의 판단과 detach_task가 변경하는 상태를 읽고 이후 attach 경로의 rq 잠금 순서를 비교하세요. 이 함수는 전체 load_balance의 한 단계입니다.

그림으로 보는 변화

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1단계 고정

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1. 원래 큐를 보호

src_rq 잠금 보유 확인

화살표는 이동 절차의 순서입니다. task의 메모리 내용을 다른 RAM으로 복사하지 않습니다.

2. 이동 가능한 후보 검사

can_migrate_task가 거짓이면 다음 후보

각 task에 대해 목적 CPU와 실행 상태 등 제약을 평가합니다.

3. 한 후보를 원래 큐에서 분리

detach_task 후 task 포인터 반환

반환은 이후 대상 큐 등록으로 이어집니다. 이 함수가 attach까지 마치는 것은 아닙니다.

detach_one_task를 한 줄씩 읽기

줄 번호는 v6.6 원문 기준입니다. 주석·빈 줄을 포함한 함수 전체를 먼저 보고, 그 아래에서 각 줄을 설명합니다.

static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
{
	struct task_struct *p;

	lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);

	list_for_each_entry_reverse(p,
			&env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
		if (!can_migrate_task(p, env))
			continue;

		detach_task(p, env);

		/*
		 * Right now, this is only the second place where
		 * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
		 * so we can safely collect stats here rather than
		 * inside detach_tasks().
		 */
		schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
		return p;
	}
	return NULL;
}

static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)

	struct task_struct *p;

	lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);

	list_for_each_entry_reverse(p,

			&env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {

		if (!can_migrate_task(p, env))

			continue;

		detach_task(p, env);

		schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);

		return p;

	return NULL;

함께 생각해 볼 질문

출처와 읽은 범위

Linux stable v6.6 · kernel/sched/fair.c

해당 버전 원본 파일 · 기존 코드 분석 · 설명 원고