阻塞型字元裝置驅動

阻塞型字元裝置驅動

[概述]

首先明確一點，不管你是睡眠、休眠還是阻塞，還是掛起，本質上都是把進程放到等待隊列上。

 

[休眠的實現]

休眠通過等待隊列進行處理。等待隊列是由等待某些事件發生的進程組成的簡單鏈表。核心中用wake_queue_head_t來代表等待隊列。等待隊列可以通過DECLARE_WAITQUEUE()靜態建立，也可以由Init_waitqueue_head()動態建立。進程把自己放入等待隊列中並設定成不可執行狀態。當與等待隊列相關的事件發生的時候，隊列上的進程會被喚醒。為了避免產生競爭條件，休眠和喚醒的實現不能有紕漏。

針對休眠，核心提供了一些簡單的介面。但那些介面會帶來競爭條件：有可能導致在判斷條件為真後，進程卻開始了休眠，那樣就會使進程無限期地休眠下去，所以，在核心中進行休眠的推薦操作就想複雜了一些：

DEFINE_WAIT(wait); Add_wait_queue(q, &wait);While (!condition) {         Prepare_to_wait(&q,&wait, TASK_INTERRUPTIBLE);         If(signal_pending(current))                   /*處理訊號 */         Schedule();}Finish_wait(&q, &wait);

1)      調用宏DEFINE_WAIT()建立一個等待隊列的項；

2)      調用add_wait_queue()把自己加入到隊列中，該隊列會在進程等待的條件滿足時喚醒它，當然我們必須在其他地方編寫相關代碼，在事件發生時，對等待隊列執行wake_up()操作；

3)      調用prepare_to_wait()方法將進程的狀態變更為TASK_INTERRUPTIBLE或TASK_UNINTERRUPTIBLE。而且該函數如果有必要的話會將進程家回到等待隊列，這是在接下來的迴圈遍曆中所需要的；

4)      如果狀態被設定為TASK_INTERRUPTIBLE，則訊號喚醒進程。這就是所謂的偽喚醒，因此檢查並處理訊號；

5)      當進程被喚醒的時候，它會再次檢查條件是否為真。如果是，它就退出迴圈；如果不是，它再次調用schedule()並一直重複這步操作；

6)      當條件滿足後，進程將自己設定為TASK_RUNNING並調用finish_wait()方法把自己移出等待隊列；

如果需要瞭解這些函數的實現，可以參考http://edsionte.com/techblog/archives/1854

 

[一個阻塞型FIFO執行個體]

對上面休眠實現理論有了一個瞭解，看下面的代碼應該不難了。

[fifo結構體]

struct simple_chrdev_fifo {         structcdev cdev;         charfifo[MAX_SIZE];         intfifo_size;         intcurrent_pos;       /* read and writeposition in fifo */         structsemaphore sem;   /* semaphore */         wait_queue_head_treadq, writeq;         /* read queue andwrite queue */};

[阻塞型read方法]

static ssize_t simple_read(struct file*filp, char __user *buf, size_t count,                                                                 loff_t*f_pos){         structsimple_chrdev_fifo *dev = filp->private_data;         intret = 0;          DEFINE_WAIT(wait);          if(down_interruptible(&dev->sem))                   return-ERESTARTSYS;          add_wait_queue(&dev->readq,&wait);         while(dev->current_pos == 0) {                   up(&dev->sem);                   if(filp->f_flags & O_NONBLOCK)                            return- EAGAIN;                    prepare_to_wait(&dev->readq,&wait, TASK_INTERRUPTIBLE);                    if(signal_pending(current)) {                            ret  = - ERESTARTSYS;                            gotoout2;                   }                    schedule();                    if(down_interruptible(&dev->sem)) {                            ret= -ERESTARTSYS;                            gotoout2;                   }         }          if(count > dev->current_pos)                   count= dev->current_pos;                 if(copy_to_user(buf, (void *)(dev->fifo), count)) {                   ret= -EFAULT;                   gotoout;         }         dev->current_pos-= count;         ret= count;          wake_up_interruptible(&dev->writeq);out:         up(&dev->sem);out2:         finish_wait(&dev->readq,&wait);         returnret;}

[模組初始化函數]

static int __initsimple_chrdev_fifo_init(void){         ……         /*          * initialze wait queue         */         init_waitqueue_head(&dev->readq);         init_waitqueue_head(&dev->writeq);          init_MUTEX(&dev->sem);         ……}

使用init_waitqueue_head宏對等待讀隊列頭和等待寫隊列頭進行初始化；

這裡只貼出了重要的代碼，如果需要完整的代碼，請發email給我。