gitでカーネルの変更点を追う

カーネルの変更を追っかけるには，カーネル開発者たちが使っているgitを使うと便利 です(gitが導入される前，2.6.11以前のコードを追うことはできませんが，本ブログの目的では問題ありません)．ディストリビューションによって はパッケージが用意されていると思いますが，今回はソースからビルドしました．マニュアルをコンパイルするには，AsciiDocが必要でした．(gitのインストールについては省略)

まず，下準備として，メインラインのカーネルを手元に持ってきます．次のように実行すると，カレントディレクトリにlinux-2.6というディレクトリが作られ，最新のリポジトリがコピーされます．

$ git clone git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git linux-2.6
remote: Generating pack...
remote: Done counting 398007 objects.
remote: Deltifying 398007 objects.
remote:  100% (398007/398007) done
Indexing 398007 objects.
remote: Total 398007, written 398007 (delta 316750), reused 397174 (delta 316095)
 100% (398007/398007) done
Resolving 316750 deltas.
 100% (316750/316750) done
Checking files out...

 100% (21275/21275) done

今回は，2.6.15から2.6.19の間に起こったcontext_switch関数の変更を追っていこうと思います．
まずは，context_switch関数はkernel/sched.cにあるとわかっているので，git diffコマンドで差分を見てみます．カーネルの各リリースには，v2.6.15のようにタグが振られています(ちなみに最新のタグはv2.6.20- rc4です)．このタグを参照して，「v2.6.15..v2.6.19」と指定すれば，この間の差分を得ることができます．また， 「v2.6.15..」と指定すれば，最新版との比較になります．便利！

$ git diff v2.6.15..v2.6.19 kernel/sched.c
diff --git a/kernel/sched.c b/kernel/sched.c
index 6f46c94..3399701 100644
--- a/kernel/sched.c
+++ b/kernel/sched.c
    (省略)
@@ -1660,24 +1815,34 @@ asmlinkage void schedule_tail(task_t *pr
  * context_switch - switch to the new MM and the new
  * thread's register state.
  */
-static inline
-task_t * context_switch(runqueue_t *rq, task_t *prev, task_t *next)
+static inline struct task_struct *
+context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
+              struct task_struct *next)
 {
        struct mm_struct *mm = next->mm;
        struct mm_struct *oldmm = prev->active_mm;

-       if (unlikely(!mm)) {
+       if (!mm) {
                next->active_mm = oldmm;
                atomic_inc(&oldmm->mm_count);
                enter_lazy_tlb(oldmm, next);
        } else
                switch_mm(oldmm, mm, next);

-       if (unlikely(!prev->mm)) {
+       if (!prev->mm) {
                prev->active_mm = NULL;
                WARN_ON(rq->prev_mm);
                rq->prev_mm = oldmm;
        }
+       /*
+        * Since the runqueue lock will be released by the next
+        * task (which is an invalid locking op but in the case
+        * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
+        * do an early lockdep release here:
+        */
+#ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
+       spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
+#endif

        /* Here we just switch the register state and the stack. */
        switch_to(prev, next, prev);
    (省略)

差分はわかったけど，なぜこのような変更を行ったか，意図がわかりません．そこで，git logコマンドを使って，コミットログを見てみましょう．Nick Pigginさんの「sched: likely profiling」パッチとIngo Molnarさんの「lockdep: core, fix rq-lock handling on __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW」パッチがコミットされてました．

$ git log v2.6.15..v2.6.19 -p kernel/sched.c
    (省略)
commit beed33a816204cb402c69266475b6a60a2433ceb
Author: Nick Piggin 
Date:   Wed Oct 11 01:21:52 2006 -0700

    [PATCH] sched: likely profiling

    This likely profiling is pretty fun. I found a few possible problems
    in sched.c.

    This patch may be not measurable, but when I did measure long ago,
    nooping (un)likely cost a couple of % on scheduler heavy benchmarks, so
    it all adds up.

    Tweak some branch hints:

    - the 2nd 64 bits in the bitmask is likely to be populated, because it
      contains the first 28 bits (nearly 3/4) of the normal priorities.
      (ratio of 669669:691 ~= 1000:1).

    - it isn't unlikely that context switching switches to another process. it
      might be very rapidly switching to and from the idle process (ratio of
      475815:419004 and 471330:423544). Let the branch predictor decide.

    - preempt_enable seems to be very often called in a nested preempt_disable
      or with interrupts disabled (ratio of 3567760:87965 ~= 40:1)

    Signed-off-by: Nick Piggin 
    Acked-by: Ingo Molnar 
    Cc: Daniel Walker 
    Cc: Hua Zhong 
    Signed-off-by: Andrew Morton 
    Signed-off-by: Linus Torvalds 

diff --git a/kernel/sched.c b/kernel/sched.c
index 53608a5..094b568 100644
--- a/kernel/sched.c
+++ b/kernel/sched.c
@@ -1822,14 +1822,14 @@ context_switch(struct rq *rq, struct tas
        struct mm_struct *mm = next->mm;
        struct mm_struct *oldmm = prev->active_mm;

-       if (unlikely(!mm)) {
+       if (!mm) {
    (省略)

「commit beed33a816204cb402c69266475b6a60a2433ceb」の「beed…」はコミットIDです．一つのパッチが複数の ファイルに影響をあたえることはよくあります．この値を引数にgit log コマンドを実行すれば，このパッチがinclude/asm-generic/bitops/sched.hとkernel/sched.cに対するパッ チだということがわかります．本ブログでは，変更点に対してできるだけコミットIDを併記していこうと考えています．

$ git log -p beed33a816204cb402c69266475b6a60a2433ceb
    (省略)

ちなみに，2.6.15から2.6.19の間で，kernel/sched.cには102個のパッチが当たっています．Linuxカーネルは進化し続けているんですねぇ．

$ git log v2.6.15..v2.6.19 -p kernel/sched.c | grep ^commit | wc
    102     204    4896

定期的にgit pullすることで，常にLinux開発の最先端を追いかけることができますが，特定のバージョンに腰を落ち着けて調べたい場合があります．今回は2.6.19ですね．このような場合には，git branchでブランチを作ります．

git pullしたてのブランチは次のようになっているはずです．先頭に「*」マークが付いているものが，作業ディレクトリのブランチです．

$ git branch
* master
origin

では，v2.6.19というブランチを作りましょう．

$ git branch v2.6.19
$ git branch
* master
  origin
  v2.6.19

ブランチができましたが，まだ作業ディレクトリの状態は変わっていません．git checkoutでブランチを切替えることができます．

$ git checkout v2.6.19
$ git branch
  master
  origin
* v2.6.19

次回は実際に変更の内容を追っていこうと思います．

最後にgitに関して参考にしたページを挙げておきます．

• IBM Git を使ってソース・コードを管理する : Linux : dW – Japan
• gitでシステムコールの追加を見る

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Tags: git, linux