Linux内核源代码情景分析-nanosleep()和pause()

最新推荐文章于 2025-05-18 14:23:41 发布

jltxgcy

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分类专栏： Linux内核源代码情景分析

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/jltxgcy/article/details/44536429

本文详细探讨了Linux内核中的nanosleep()和pause()系统调用。nanosleep()通过sys_nanosleep()在内核中实现，利用schedule_timeout()使进程进入睡眠状态，并通过复杂的索引机制管理定时器。而pause()系统调用对应于sys_pause()，其特点是任务状态为不可中断，除非接收到信号。

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我们介绍nanosleep()和pause()两个系统调用。

系统调用nanosleep()在内核中的实现为sys_nanosleep()，代码如下：

asmlinkage long sys_nanosleep(struct timespec *rqtp, struct timespec *rmtp)//第一个指针rqtp指向给定所需睡眠时间的数据结构；第二个指针rmtp，指向返回剩余时间的数据结构
{
	struct timespec t;
	unsigned long expire;

	if(copy_from_user(&t, rqtp, sizeof(struct timespec)))//所需睡眠时间从用户空间复制到内核空间
		return -EFAULT;

	if (t.tv_nsec >= 1000000000L || t.tv_nsec < 0 || t.tv_sec < 0)
		return -EINVAL;


	if (t.tv_sec == 0 && t.tv_nsec <= 2000000L &&
	    current->policy != SCHED_OTHER)//由于时钟中断只能达到10毫秒的精度，如果要求睡眠的时间小于2毫秒，而要求睡眠的进程又是个实时要求的进程，那就不能真的让这个进程进入睡眠，因为那样有可能10毫秒以后才能将其唤醒，对于实时进程来说是不能接受的	
	{
		/*
		 * Short delay requests up to 2 ms will be handled with
		 * high precision by a busy wait for all real-time processes.
		 *
		 * Its important on SMP not to do this holding locks.
		 */
		udelay((t.tv_nsec + 999) / 1000);//延迟两秒
		return 0;
	}

	expire = timespec_to_jiffies(&t) + (t.tv_sec || t.tv_nsec);//将数据结构t中的数值换算成时钟中断的次数	

	current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;//将当期进程的状态设置为TASK_INTERRUPTIBLE
	expire = schedule_timeout(expire);//让当期进程睡眠给定的时间；返回剩余的时钟中断次数，如果没有，返回0

	if (expire) {
		if (rmtp) {
			jiffies_to_timespec(expire, &t);//剩余的时钟中断次数转换成数据结构t的数值
			if (copy_to_user(rmtp, &t, sizeof(struct timespec)))//剩余时间从内核空间复制到用户空间
				return -EFAULT;
		}
		return -EINTR;
	}
	return 0;
}

schedule_timeout，让当期进程睡眠给定的时间，代码如下：

signed long schedule_timeout(signed long timeout)
{
	struct timer_list timer;
	unsigned long expire;

	switch (timeout)
	{
	case MAX_SCHEDULE_TIMEOUT:
		/*
		 * These two special cases are useful to be comfortable
		 * in the caller. Nothing more. We could take
		 * MAX_SCHEDULE_TIMEOUT from one of the negative value
		 * but I' d like to return a valid offset (>=0) to allow
		 * the caller to do everything it want with the retval.
		 */
		schedule();//无限期等待
		goto out;
	default:
		/*
		 * Another bit of PARANOID. Note that the retval will be
		 * 0 since no