Linux 内核等待队列介绍
发布时间：2021-12-15 11:17:29 所属栏目：教程 来源：互联网
导读：在阅读Tun驱动时看到，有一些类似 add_wait_queue 的函数，这些函数正是执行等待队列的相关操作，要说等待队列还得从内核进程调度说起，内核调度系统内进程，分配时间片，但是有些进程如从网卡中读数据，在网卡有数据到达之前进程处于阻塞状态，如果此时给相
|
在阅读Tun驱动时看到，有一些类似 add_wait_queue 的函数，这些函数正是执行等待队列的相关操作，要说等待队列还得从内核进程调度说起，内核调度系统内进程，分配时间片，但是有些进程如从网卡中读数据，在网卡有数据到达之前进程处于阻塞状态，如果此时给相应进程分配时间片做调度，无疑是浪费系统资源，所以系统内每个进程都有自己的状态标志 task->state，这些状态定义于文件 include/linux/sched.h #define TASK_RUNNING 0 #define TASK_INTERRUPTIBLE 1 #define TASK_UNINTERRUPTIBLE 2 ... 内核只会调用标志是 TASK_RUNNING 的进程，如果需要等待资源，可以设置自己的进程标志为 TASK_INTERRUPTIBLE （可中断）或者 TASK_UNINTERRUPTIBLE （不可中断），然后调用 schedule();放弃CPU，此进程就不会被内核调度了，但随之而来的问题是，如果进程所需资源可以使用，如何唤醒进程呢，这就要依赖于等待队列了，进程在放弃控制权之前，把自己加入一个队列中，当所需条件满足，其他进程便可wakeup该队列，修改进程状态为 TASK_RUNNING，等待进程便可顺利往下执行了。 与等待队列相关的操作有如下几种： /* 等待队列头声明 */ wait_queue_head_t simple_queue; /* 初始化等待队列头 */ init_waitqueue_head(&simple_queue); /* 定义等待队列项 */ DECLARE_WAITQUEUE (name, tsk); /* 添加删除等待项 */ void fastcall add_wait_queue(wait_queue_head_t * q, wait_queue_t * wait); void fastcall remove_wait_queue(wait_queue_head_t * q, wait_queue_t * wait); /* 唤醒等待头中的所有项 */ void wake_up(wait_queue_head_t * queue); void wake_up_interruptible(wait_queue_head_t * queue); 结合这些函数，再往simple驱动里添加一些简单的机制支持等待。在 simple_read 函数中修改当前进程状态，加入等待队列后，放弃控制权，另加入 simple_write 函数唤醒队列。 #include<linux/init.h> #include<linux/module.h> #include<linux/fs.h> #include<linux/types.h> #include<linux/cdev.h> #include<linux/mm.h> #include<linux/sched.h> #include<asm/io.h> #include<asm/uaccess.h> #include<asm/system.h> #include<linux/device.h> dev_t devno; struct class * simple_class; static struct cdev cdev; wait_queue_head_t simple_queue; char test_data[255]; int len; ssize_t simple_read(struct file * pfile, char __user * buf, size_t size, loff_t * ppos) { /* 定义一个等待项，添加到等待队列，并设置进程状态后放弃执行权 */ DECLARE_WAITQUEUE (simple_item, current); add_wait_queue(&simple_queue, &simple_item); current->state = TASK_INTERRUPTIBLE; schedule(); /* 被唤醒以后，从队列中移除 */ remove_wait_queue(&simple_queue, &simple_item); if (copy_to_user(buf, test_data, len)) return -EFAULT; else return len; } ssize_t simple_write(struct file * pfile, const char __user * buf, size_t count, loff_t * ppos) { if (count > 255) { return -EFAULT; } if (!copy_from_user(test_data, buf, count)) { len = count; /* 唤醒等待队列中所有进程 */ wake_up(&simple_queue); } return len; } int simple_open(struct inode * pnode, struct file * pfile) { printk(KERN_INFO "open simplen"); return 0; } int simple_release(struct inode * pnode, struct file * pfile) { printk(KERN_INFO "close simplen"); return 0; } static struct file_operations simple_op = { .owner = THIS_MODULE, .read = simple_read, .open = simple_open, .release = simple_release, .write = simple_write, }; static int __init initialization(void) { int result; result = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 1, "simple"); if (result < 0) return result; cdev_init(&cdev, &simple_op); result = cdev_add(&cdev, devno, 1); simple_class = class_create(THIS_MODULE, "simple"); device_create(simple_class, NULL, devno, NULL, "simple"); printk(KERN_INFO " init simplen"); init_waitqueue_head(&simple_queue); return result; } static void __exit cleanup(void) { device_destroy(simple_class, devno); class_destroy(simple_class); cdev_del(&cdev); unregister_chrdev_region(devno, 1); printk(KERN_INFO " cleanup simplen"); } module_init(initialization); module_exit(cleanup); MODULE_AUTHOR("alloc cppbreak@gmail.com"); MODULE_DESCRIPTION("A simple linux kernel module"); MODULE_VERSION("V0.2"); MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL"); 加载模块 insmod simple.ko 后，使用cat读取数据，cat /dev/simple， 会发现进程处于等待状态，不会输出任何信息，新打开一个终端，输入echo “test” > /dev/simple执行写操作，cat便会输出数据，紧接着再次处于等待状态。 insmod simple.ko cat /dev/simple ---> 进程等待 first ---> echo "first" > /dev/simple cool ---> echo "cool" > /dev/simple  （编辑：PHP编程网 - 黄冈站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
浙公网安备 33038102330482号