驅動開發之始，（四）阻塞型I O，程序休眠

在前面的章節中，我們講述了read和write方法。當資料不可用時，使用者呼叫read，或者使用者使用寫入資料，但輸出緩衝區已滿，驅動程式該如何相應呢？在這種情況下，驅動程式應該（預設）阻塞該程序，將其置入休眠狀態直到請求可繼續。

1.休眠(sleep)

當乙個程序被置入休眠時，它會被標記為一種特殊狀態並從排程器的執行佇列中移走，休眠中的程序會被擱置在一邊，等待將來的某個事件發生，直到某些情況下修改了這個狀態，程序才會在任意cpu上被排程。

為將程序以安全的方式進入休眠，必須遵守兩條規則：

1.永遠不要在原子上下文（在執行多個步驟時，不能有任何的併發訪問）中進入休眠。

a.對休眠來說，驅動程式不能在擁有鎖是休眠。

b.禁止中斷時不能休眠。

c.擁有訊號量時可以休眠，但要保證休眠的**很短，並且還要確保擁有訊號量不會阻塞最終喚醒自己的那個程序。

2.必須檢查確保休眠等待的條件為真。

我們無法知道休眠期間發生了什麼事，無法知道是否還有其他程序在同一事件上休眠，這個程序可能在驅動被喚醒之前拿走該程序等待的資源。

關於休眠的另乙個問題，我們需要確定是否有其他程序會喚醒被休眠的程序，並且清楚地知道對每個休眠而言，哪些事件會結束休眠。能夠找到休眠的程序意味著，需要維護乙個稱為等待佇列的資料結構，等待佇列就是乙個程序鍊錶，其中包含了等待某個特定事件的所有程序。

在linux中，乙個等待佇列通過乙個「等待佇列頭」(wait queue head)來管理，等待佇列頭是乙個型別為wait_queue_head_t，在中可用過靜態定義並初始化乙個等待佇列頭：

declare_wait_queue_head(name);

使用動態方法：

wait_queue_head_t my_queue;
init_waitqueue_head(&my_queue)

2.簡單休眠

當乙個休眠程序被喚醒時，它必須再次檢查它所等待的條件的確為真，linux核心中最簡單的休眠方式是wait_event

#define wait_event(wq, condition) 					\
do  while (0)
#define __wait_event(wq, condition) 					\
do 								\
finish_wait(&wq, &__wait);					\
} while (0)

@wq是等待佇列頭，注意它是通過「值傳遞」

@condition是乙個c表示式，在事件為真之前，程序保持休眠

最好選擇wait_event_interruptible()，它可被訊號中斷

#define wait_event_interruptible(wq, condition)				\
()#define __wait_event_interruptible_timeout(wq, condition, ret)		\
do 							\
ret = -erestartsys;					\
break;							\
}								\
if (!ret && (condition))					\
ret = 1;						\
finish_wait(&wq, &__wait);					\
} while (0)

用來喚醒休眠程序的基本函式是wake_up

#define wake_up(x)			__wake_up(x, task_normal, 1, null)
void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
int nr_exclusive, void *key)

@q是等待佇列

@mode 哪乙個執行緒

@多少個執行緒需要被喚醒

@key 可設定為null

wake_up_interruptible只會喚醒那些執行可中斷休眠的程序

#define wake_up_interruptible(x)	__wake_up(x, task_interruptible, 1, null)
void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
int nr_exclusive, void *key)

在使用中，約定wait_event時使用wait_up，在使用wait_event_interruptible時使用wake_up_interruptible。

3.程序如何休眠

在檔案中，wait_queue_head_t型別的資料結構，它由乙個自旋鎖和乙個鍊錶組成。鍊錶中儲存的是乙個等待佇列入口，該入口宣告為wait_queue_t型別

struct __wait_queue_head ;
typedef struct __wait_queue_head wait_queue_head_t;

將程序置於休眠

step1：通常是分配並初始化乙個wait_queue_t結構，然後將其加入到對應的等待佇列。

step2：設定程序的狀態，將其標記為休眠，在中定義了多個任務狀態

#define task_running 0 #define task_interruptible 1

#define task_uninterruptible 2

task_running表示程序可執行。有兩個狀態表明程序處於休眠狀態：task_interruptible和task_uninterruptible。

驅動開發之始，（四）阻塞型I O，程序休眠

核心驅動阻塞型驅動

阻塞型驅動設計

linux裝置驅動（8）阻塞型IO

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