Linux进程冻结技术【转】

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Linux进程冻结技术【转】

桃子红了呐 2017-12-13 16:42:00 浏览1421
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转自:http://blog.csdn.net/zdy0_2004/article/details/50018843

http://www.wowotech.net/

1 什么是进程冻结

进程冻结技术(freezing of tasks)是指在系统hibernate或者suspend的时候,将用户进程和部分内核线程置于“可控”的暂停状态。

2 为什么需要冻结技术

假设没有冻结技术,进程可以在任意可调度的点暂停,而且直到cpu_down才会暂停并迁移。这会给系统带来很多问题:

(1)有可能破坏文件系统。在系统创建hibernate image到cpu down之间,如果有进程还在修改文件系统的内容,这将会导致系统恢复之后无法完全恢复文件系统;

(2)有可能导致创建hibernation image失败。创建hibernation image需要足够的内存空间,但是在这期间如果还有进程在申请内存,就可能导致创建失败;

(3)有可能干扰设备的suspend和resume。在cpu down之前,device suspend期间,如果进程还在访问设备,尤其是访问竞争资源,就有可能引起设备suspend异常;

(4)有可能导致进程感知系统休眠。系统休眠的理想状态是所有任务对休眠过程无感知,睡醒之后全部自动恢复工作,但是有些进程,比如某个进程需要所有cpu online才能正常工作,如果进程不冻结,那么在休眠过程中将会工作异常。

3 代码实现框架

冻结的对象是内核中可以被调度执行的实体,包括用户进程、内核线程和work_queue。用户进程默认是可以被冻结的,借用信号处理机制实现;内核线程和work_queue默认是不能被冻结的,少数内核线程和work_queue在创建时指定了freezable标志,这些任务需要对freeze状态进行判断,当系统进入freezing时,主动暂停运行。

kernel threads可以通过调用kthread_freezable_should_stop来判断freezing状态,并主动调用__refrigerator进入冻结;work_queue通过判断max_active属性,如果max_active=0,则不能入队新的work,所有work延后执行。


标记系统freeze状态的有三个重要的全局变量:pm_freezing、system_freezing_cnt和pm_nosig_freezing,如果全为0,表示系统未进入冻结;system_freezing_cnt>0表示系统进入冻结,pm_freezing=true表示冻结用户进程,pm_nosig_freezing=true表示冻结内核线程和workqueue。它们会在freeze_processes和freeze_kernel_threads中置位,在thaw_processes和thaw_kernel_threads中清零。

fake_signal_wake_up函数巧妙的利用了信号处理机制,只设置任务的TIF_SIGPENDING位,但不传递任何信号,然后唤醒任务;这样任务在返回用户态时会进入信号处理流程,检查系统的freeze状态,并做相应处理。

任务主动调用try_to_freeze的代码如下:

  1. staticinlinebool try_to_freeze_unsafe(void)
  2. {
  3. if(likely(!freezing(current)))//检查系统是否处于freezing状态
  4. returnfalse;
  5. return __refrigerator(false);//主动进入冻结
  6. }
  7.  
  8. staticinlinebool freezing(struct task_struct *p)
  9. {
  10. if(likely(!atomic_read(&system_freezing_cnt)))//系统总体进入freezing
  11. returnfalse;
  12. return freezing_slow_path(p);
  13. }
  14.  
  15. bool freezing_slow_path(struct task_struct *p)
  16. {
  17. if(p->flags & PF_NOFREEZE)//当前进程是否允许冻结
  18. returnfalse;
  19.  
  20. if(pm_nosig_freezing || cgroup_freezing(p))//系统冻结kernel threads
  21. returntrue;
  22.  
  23. if(pm_freezing &&!(p->flags & PF_KTHREAD))//系统冻结用户进程
  24. returntrue;
  25.  
  26. returnfalse;
  27. }
  1.  

进入冻结状态直到恢复的主要函数:

bool __refrigerator(bool check_kthr_stop)

  1. {
  2. ...
  3. for(;;){
  4. set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);//设置进程为UNINTERRUPTIBLE状态
  5.  
  6. spin_lock_irq(&freezer_lock);
  7. current->flags |= PF_FROZEN;//设置已冻结状态
  8. if(!freezing(current)||
  9. (check_kthr_stop && kthread_should_stop()))//判断系统是否还处于冻结
  10. current->flags &=~PF_FROZEN;//如果系统已解冻,则取消冻结状态
  11. spin_unlock_irq(&freezer_lock);
  12.  
  13. if(!(current->flags & PF_FROZEN))//如果已取消冻结,跳出循环,恢复执行
  14. break;
  15. was_frozen =true;
  16. schedule();
  17. }
  18. ......
  19. }

 

4 参考文献

(1) http://www.wowotech.net/linux_kenrel/suspend_and_resume.html

(2) http://www.wowotech.net/linux_kenrel/std_str_func.html

(3) kenrel document: freezing-of-tasks.txt










本文转自张昺华-sky博客园博客,原文链接:http://www.cnblogs.com/sky-heaven/p/7111982.html,如需转载请自行联系原作者


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