LDD3原始碼學習日記《四》

日記三不小心被刪了。。。哎，只能在**站裡面自己看了。這部落格80%的功能還是寫給自己看的，其他部分的功能應該是用來練習寫作能力的，留下這一路走來的證據，兩年後回過頭來看看自己當初是怎麼犯低階錯誤的。哈哈。。

第五章是併發與競態，書上的內容講的主要是訊號量和自旋鎖機制，還有completion，不過書上介紹這部分的內容不多，只用了短短的一頁紙。訊號量可以導致休眠，所以一般的可以用於臨界保護區比較大的場合下，而自旋轉鎖鎖住的程序會在原地打轉，所以，如果臨界保護區比較大的話，非常消耗系統資源。ldd3給出的原始碼裡包含了訊號量和completion，訊號量是嵌在之前的**裡面的，一般而言，它總會出現在可能修改保護物件的**前面。在使用訊號量之前，首先要明確什麼是需要用訊號量保護的資源，

然後，我們才能用訊號量保證對這些資源的互斥訪問。對於scull裝置來說，所有的資訊都儲存在scull_dev結構體中，因此，scull_dev就是我們要保護的資源。在main.c檔案在有很多地方使用了訊號量來保證對scull_dev的互斥訪問。或者說，凡是要改變scull_dev結構休內容的地方，都必須加鎖，防止競態。

一、訊號量

訊號量在使用之前必須先初始化，scull在模組初始化函式scull_init_module。中執行下面的迴圈完成對所有scull裝置專用訊號量的初始化，並且要注意，訊號量必須在scull裝置對系統其它部分可用前被初始化。因此，在下面的**裡，在scull_setup_cdev之前使用了iniy_mutex。

for (i = 0; i < scull_nr_devs; i++)

在main.c中，涉及到訊號量的函式有open和write、read函式，down_interruptible都是在一些區域性變數初始化後執行的第乙個動作。

if (down_interruptible(&dev->sem))
return -erestartsys;

呼叫down_interruptible(&dev->sem)進行加鎖，注意，要對down_interruptible的返回值進行檢查，如果返回0，說明說明加鎖成功了，可以開始操作受保護的資源scull_dev，反之，如果down_interruptible返回非0值，說明是在等待過程中被中斷了，這時要退出並返回-erestartsys，交給系統處理。

給訊號量加鎖後，不管scull_write能否完成其工作，都必須釋放訊號量，**如下：

out:
up(&dev->sem);
return retval;

二、completion

completion是一種輕量級機制，它允許乙個執行緒告訴另乙個執行緒某個工作已經完成。它包含在裡面。

如果有多個執行緒在等待同乙個completion事件，complete函式只喚醒乙個等待執行緒，而complete_all函式將喚醒所有等待執行緒。

等待completion使用如下函式：

void wait_for_completion(struct completion *c);

相應的，completion事件可以通過如下函式觸發：

void complete(struct completion *c);

void complete_all(struct completion *c);

ldd3在misc-modules裡給出了completion的演示，**如下：

#include #include #include /* current and everything */
#include /* printk() */
#include /* everything... */
#include /* size_t */
#include module_license("dual bsd/gpl");
static int complete_major = 0;
declare_completion(comp);//註冊completion
ssize_t complete_read (struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *pos)
ssize_t complete_write (struct file *filp, const char __user *buf, size_t count,
loff_t *pos)
struct file_operations complete_fops = ;
int complete_init(void)
void complete_cleanup(void)
module_init(complete_init);
module_exit(complete_cleanup);

在這裡主要需要關注read和write函式的實現。

下面看complete_read的實現：

在列印即將進入睡眠的資訊後，complete_read在呼叫wait_for_completion(&comp)，進入睡眠，即等待completion 「comp」。」comp」是用declare_completion(comp)建立的。如果等待的completion發生了，complete_read函式將再次列印已被喚醒相關資訊。也就是說，任何程序讀取模組裝置檔案，都會進入睡眠等待。

再來看complete_write的實現：

首先列印提示資訊，然後在47行呼叫complete(&comp)觸發completion事件，相應會喚醒乙個在等待」comp」的程序。可以有多個程序進行讀操作，這些讀程序都會進入睡眠等待，當有執行寫操作的程序時，只有乙個等待程序會被喚醒，但是哪個程序，不能確定。

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LDD3原始碼學習筆記之scull pipe轉

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