生活随笔
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Linux内核同步机制之completion
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
? ???內核編程中常見的一種模式是，在當前線程之外初始化某個活動，然后等待該活動的結束。這個活動可能是，創建一個新的內核線程或者新的用戶空間進程、對一個已有進程的某個請求，或者某種類型的硬件動作，等等。在這種情況下，我們可以使用信號量來同步這兩個任務。然而，內核中提供了另外一種機制——completion接口。Completion是一種輕量級的機制，他允許一個線程告訴另一個線程某個工作已經完成。
結構與初始化
?????? Completion在內核中的實現基于等待隊列（關于等待隊列理論知識在前面的文章中有介紹），completion結構很簡單：
[cpp]?view plain
?copystruct?completion?{??????unsigned?int?done;??????wait_queue_head_t?wait;??};??
和信號量一樣，初始化分為靜態初始化和動態初始化兩種情況：
靜態初始化：
[cpp]?view plain
?copy#define?COMPLETION_INITIALIZER(work)?\??????{?0,?__WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER((work).wait)?}????#define?DECLARE_COMPLETION(work)?\??????struct?completion?work?=?COMPLETION_INITIALIZER(work)??
動態初始化：
[cpp]?view plain
?copystatic?inline?void?init_completion(struct?completion?*x)??{??????x->done?=?0;??????init_waitqueue_head(&x->wait);??}??
? ? ?可見，兩種初始化都將用于同步的done原子量置位了0，后面我們會看到，該變量在wait相關函數中減一，在complete系列函數中加一。
?
實現
? ? ? ?同步函數一般都成對出現，completion也不例外，我們看看最基本的兩個complete和wait_for_completion函數的實現。
wait_for_completion最終由下面函數實現：
[cpp]?view plain
?copystatic?inline?long?__sched??do_wait_for_common(struct?completion?*x,?long?timeout,?int?state)??{??????if?(!x->done)?{??????????DECLARE_WAITQUEUE(wait,?current);????????????wait.flags?|=?WQ_FLAG_EXCLUSIVE;??????????__add_wait_queue_tail(&x->wait,?&wait);??????????do?{??????????????if?(signal_pending_state(state,?current))?{??????????????????timeout?=?-ERESTARTSYS;??????????????????break;??????????????}??????????????__set_current_state(state);??????????????spin_unlock_irq(&x->wait.lock);??????????????timeout?=?schedule_timeout(timeout);??????????????spin_lock_irq(&x->wait.lock);??????????}?while?(!x->done?&&?timeout);??????????__remove_wait_queue(&x->wait,?&wait);??????????if?(!x->done)??????????????return?timeout;??????}??????x->done--;??????return?timeout??:?1;??}??
而complete實現如下：
[cpp]?view plain
?copyvoid?complete(struct?completion?*x)??{??????unsigned?long?flags;????????spin_lock_irqsave(&x->wait.lock,?flags);??????x->done++;??????__wake_up_common(&x->wait,?TASK_NORMAL,?1,?0,?NULL);??????spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock,?flags);??}??
? ? ? ?不看內核實現的源代碼我們也能想到他的實現，不外乎在wait函數中循環等待done變為可用（正），而另一邊的complete函數為喚醒函數，當然是將done加一，喚醒待處理的函數。是的，從上面的代碼看到，和我們想的一樣。內核也是這樣做的。
運用
運用LDD3中的例子：
[cpp]?view plain
?copy#include?<linux/module.h>??#include?<linux/init.h>????#include?<linux/sched.h>??#include?<linux/kernel.h>??#include?<linux/fs.h>??#include?<linux/types.h>??#include?<linux/completion.h>????MODULE_LICENSE("GPL");????static?int?complete_major=250;??DECLARE_COMPLETION(comp);????ssize_t?complete_read(struct?file?*filp,char?__user?*buf,size_t?count,loff_t?*pos)??{??????printk(KERN_ERR?"process?%i?(%s)?going?to?sleep\n",current->pid,current->comm);??????wait_for_completion(&comp);??????printk(KERN_ERR?"awoken?%i?(%s)\n",current->pid,current->comm);??????return?0;??}????ssize_t?complete_write(struct?file?*filp,const?char?__user?*buf,size_t?count,loff_t?*pos)??{??????printk(KERN_ERR?"process?%i?(%s)?awakening?the?readers...\n",current->pid,current->comm);??????complete(&comp);??????return?count;??}????struct?file_operations?complete_fops={??????.owner=THIS_MODULE,??????.read=complete_read,??????.write=complete_write,??};????int?complete_init(void)??{??????int?result;??????result=register_chrdev(complete_major,"complete",&complete_fops);??????if(result<0)??????????return?result;??????if(complete_major==0)??????????complete_major=result;??????return?0;??}??void?complete_cleanup(void)??{??????unregister_chrdev(complete_major,"complete");??}??module_init(complete_init);??module_exit(complete_cleanup);??
測試步驟：
1，?mknod /dev/complete創建complete節點，在linux上驅動程序需要手動創建文件節點。
2，?insmod complete.ko 插入驅動模塊，這里要注意的是，因為我們的代碼中是手動分配的設備號，很可能被系統已經使用了，所以如果出現這種情況，查看/proc/devices文件。找一個沒有被使用的設備號。
3，?cat /dev/complete 用于讀該設備，調用設備的讀函數
4，?打開另一個終端輸入 echo “hello” > /dev/complete 該命令用于寫入該設備。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Linux内核同步机制之completion的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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