關於might_sleep的一點說明

這個函數我在看代碼時基本上是直接忽略的(由於我知道它實際上不幹什麼事)，不過由於內核中不少函數一開始就會用一下它，爲了方便那些正在學習內核源碼的網友，本帖專門討論一下該函數到底被內核用來幹什麼。

簡單地說，若是沒有調試的需求(絕大多數下你日常跑的系統都是release版本的kernel)，那麼這個宏(或者函數，稱謂並不重要)什麼實質性的活都不幹，內核只是用它來作一件事，就是提醒你，調用該函數的函數可能會sleep，這個跟其名字也是匹配的: The function calling might_sleep() might sleep。若是你想看源碼，我把它列在下面：

# define might_resched() do { } while (0)
# define might_sleep() do { might_resched(); } while (0)

看到沒，啥事都沒幹。其實內核源碼對此也有明確的註釋：might_sleep - annotation for functions that can sleep。因此對於release版的kernel image而言，might_sleep的做用僅僅是一個annotation，提醒使用者，一個使用might_sleep的函數在其後的代碼執行中可能會sleep。

不過若是有調試需求介入的話，好比你的系統莫名其妙地隨機性地crash掉，在通過一段艱難的案情分析排查以後，最後你決定打開內核的 CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP選項，那麼此時might_sleep對案情的進一步推動就可能產生貢獻了。 CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP選項主要用來排查是否在一個ATOMIC操做的上下文中有函數發生sleep行爲，關於什麼是 ATOMIC操做，內核源碼在might_sleep函數前也有一段註釋：

• this macro will print a stack trace if it is executed in an atomic context (spinlock, irq-handler, ...)

因此很明顯，一個進程得到了spinlock以後它就進入了這裏所謂的atomic context，或者是在一個irq-handler，也就是一箇中斷上下文中。這兩種上下文中理論上不該該讓當前的execution path進入sleep狀態(雖然不是強制規定，換句話說，一個擁有spinlock的進程進入sleep並沒必要然意味着系統就必定會deadlock 等，可是對內核編程而言，仍是應該盡力避開這個雷區)。

因此很明顯，一個進程得到了spinlock以後它就進入了這裏所謂的atomic context，或者是在一個irq-handler，也就是一箇中斷上下文中。這兩種上下文中理論上不該該讓當前的execution path進入sleep狀態(雖然不是強制規定，換句話說，一個擁有spinlock的進程進入sleep並沒必要然意味着系統就必定會deadlock 等，可是對內核編程而言，仍是應該盡力避開這個雷區)。

在CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP選項打開的情形下，might_sleep又有哪些特殊的功能呢？先看看內核中的源碼：

void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
{
        static unsigned long prev_jiffy; /* ratelimiting */

        if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled()) ||
            system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
                return;
        if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
                return;
        prev_jiffy = jiffies;

        printk(KERN_ERR
                "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
                        file, line);
        printk(KERN_ERR
                "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
                        in_atomic(), irqs_disabled(),
                        current->pid, current->comm);

        if (irqs_disabled())
                print_irqtrace_events(current);
        dump_stack();
}

上面的代碼我進行了輕微的刪減，去除了一些只有CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP選項使能的情形下不幹活的函數。

# define might_sleep() \
        do { __might_sleep(__FILE__, __LINE__, 0); might_resched(); } while (0)

在當前CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP選項使能的前提下， 能夠看到__might_sleep仍是幹了很多事情的，最主要的工做是在第一個if語句那裏，尤爲是preempt_count_equals和 irqs_disabled，都是用來判斷當前的上下文是不是一個atomic context，由於咱們知道，只要進程得到了spin_lock的任一個變種形式的lock，那麼不管是單處理器系統仍是多處理器系統，都會致使 preempt_count發生變化，而irq_disabled則是用來判斷當前中斷是否開啓。__might_sleep正是根據這些信息來判斷當前正在執行的代碼上下文是不是個atomic，若是不是，那麼函數就直接返回了，由於一切正常。若是是，那麼代碼下行。

因此讓CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP選項打開，能夠捕捉到在一個atomic context中是否發生了sleep，若是你的代碼不當心在某處的確出現了這種情形，那麼might_sleep會經過後續的printk以及dump_stack來協助你發現這種情形。

至於__might_sleep函數中的system_state,它是一個全局性的enum型變量，主要用來記錄當前系統的狀態：

enum system_states system_state __read_mostly;
EXPORT_SYMBOL(system_state);

注意system_state已經被export出來，因此內核模塊能夠直接讀該值來判斷當前系統的運行狀態，常見的狀態包括：

extern enum system_states {
    SYSTEM_BOOTING,
    SYSTEM_RUNNING,
    SYSTEM_HALT,
    SYSTEM_POWER_OFF,
    SYSTEM_RESTART,
    SYSTEM_SUSPEND_DISK,
} system_state;

最多見的狀態固然是SYSTEM_RUNNING了，你的系統正常起來以後就處於這個狀態。由於跟當前的話題沒有直接的關聯，這裏只提一下好了。