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linux 同步机制之complete


在Linux内核中,completion是一种简单的同步机制,标志"things may proceed"。

要使用completion,必须在文件中包含<linux/completion.h>,同时创建一个类型为struct completion的变量。

[cpp] view plain copy
 
  1. 这个变量可以静态地声明和初始化:  
  2. DECLARE_COMPLETION(my_comp);  
  3. 或者动态初始化:  
  4. struct completion my_comp;  
  5. init_completion(&my_comp);  

如果驱动程序要在执行后面操作之前等待某个过程的完成,它可以调用wait_for_completion ,以要完成的事件为参数:

[html] view plain copy
 
  1. void wait_for_completion(struct completion *comp);  

wait_for_completion等待在completion上。如果加了interruptible,就表示线程等待可被外部发来的信号打断;如果加了killable,就表示线程只可被kill信号打断;如果加了timeout,表示等待超出一定时间会自动结束等待,timeout的单位是系统所用的时间片jiffies(多为1ms)。

如果其它部分代码可以确定事件已经完成,可以调用下面两个函数之一来唤醒等待该事件的进程:

[cpp] view plain copy
 
  1. void complete(struct completion *comp);  
  2. void complete_all(struct completion *comp); /* Linux 2.5.x以上版本 */  

前一个函数将只唤醒一个等待进程,而后一个函数唤醒等待该事件的所以进程。由于completion的实现方式,即使complete在wait_for_competion之前调用,也可以正常工作。
例如,在MD设备驱动程序实现中,有一个恢复线程md_recovery_thread。驱动程序通过md_register_thread和md_unregister_thread来注册和注销恢复线程。恢复线程的执行逻辑在md_thread函数中,大致如下:

[cpp] view plain copy
 
  1. int md_thread(void * arg)  
  2. {  
  3.     线程初始化;  
  4.     while (运行) {  
  5.         处理逻辑;  
  6.         接收信号;  
  7.     }  
  8.     return 0;  
  9. }  

md_register_thread将创建一个恢复线程,它必须在线程真正初始化结束之后才能返回该线程的指针。因此,其逻辑是:

[cpp] view plain copy
 
  1. mdk_thread_t *md_register_thread(void (*run) (void *), void *data, const char *name)  
  2. {  
  3.     mdk_thread_t *thread;  
  4.     ……  
  5.     struct completion event;  
  6.     /* 为线程分配空间 */  
  7.     thread = (mdk_thread_t *) kmalloc (sizeof(mdk_thread_t), GFP_KERNEL);  
  8.     ……  
  9.     init_completion(&event);  
  10.     ……  
  11.     thread->event = &event;  
  12.     /* 创建内核线程 */  
  13.     ret = kernel_thread(md_thread, thread, 0);  
  14.     /* 等待线程初始化结束 */  
  15.     ……  
  16.     wait_for_completion(&event);  
  17.     /* 返回线程指针 */  
  18.     return thread;  
  19. }  


而md_unregister_thread通过向线程发送SIGKILL信号注销恢复线程,它也需要在线程真正退出后才能释放线程所占用的内存。因此,其逻辑是:

[cpp] view plain copy
 
  1. void md_unregister_thread(mdk_thread_t *thread)  
  2. {  
  3.     struct completion event;  
  4.     init_completion(&event);  
  5.     thread->event = &event;  
  6.     ……  
  7.     /* 向线程发送SIGKILL信号终止其运行 */  
  8.     md_interrupt_thread(thread);  
  9.     /* 等待线程退出 */  
  10.     wait_for_completion(&event);  
  11.     /* 释放线程所占用的内存 */  
  12.     kfree(thread);  
  13. }  

如果考虑completion,md_thread的逻辑是:

[cpp] view plain copy
 
  1. int md_thread(void * arg)  
  2. {  
  3.     线程初始化;  
  4.     complete(thread->event);   
  5.     while (运行) {  
  6.         处理逻辑;  
  7.         接收信号;  
  8.     }  
  9.     complete(thread->event);   
  10.     return 0;  
  11. }  

需要说明的是,由于等待事件是在驱动程序和恢复线程中的一个共享资源,它必须是一个全局变量,或者如实现代码中,定义为一个局部变量,而将其指针放在恢复线程结构中。
typedef struct mdk_thread_s {
    ……
    struct completion *event;
    ……
} mdk_thread_t;

本文永久更新链接:http://embeddedlinux.org.cn/emb-linux/process-thread/201711/18-7795.html



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