Linux completion 使用例子

completion是一种轻量级的机制,它允许一个线程告诉另一个线程工作已经完成。可以利用下面的宏静态创建completion:
                         DECLARE_COMPLETION(my_completion); 
       

        如果运行时创建completion,则必须采用以下方法动态创建和初始化:
                         struct compltion my_completion;
                          init_completion(&my_completion);

        completion的相关定义包含在kernel/include/Linux/completion.h中:

                        struct completion {
                                     unsigned int done;
                                     wait_queue_head_t wait;
                         };


#define COMPLETION_INITIALIZER(work) /
                                                           { 0, __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER((work).wait) }

#define DECLARE_COMPLETION(work) /
                                                      struct completion work = COMPLETION_INITIALIZER(work)

static inline void init_completion(struct completion *x)
{
          x->done = 0;
          init_waitqueue_head(&x->wait);
}

       要等待completion,可进行如下调用:
                    void wait_for_completion(struct completion *c);

       触发completion事件,调用:
                   void complete(struct completion *c);    //唤醒一个等待线程
                   void complete_all(struct completion *c);//唤醒所有的等待线程

        为说明completion的使用方法,将《Linux设备驱动程序》一书中的complete模块的代码摘抄如下:
/*
* complete.c -- the writers awake the readers
*
* Copyright (C) 2003 Alessandro Rubini and Jonathan Corbet
* Copyright (C) 2003 O'Reilly & Associates
*
* The source code in this file can be freely used, adapted,
* and redistributed in source or binary form, so long as an
* acknowledgment appears in derived source files.    The citation
* should list that the code comes from the book "Linux Device
* Drivers" by Alessandro Rubini and Jonathan Corbet, published
* by O'Reilly & Associates.     No warranty is attached;
* we cannot take responsibility for errors or fitness for use.
*
* $Id: complete.c,v 1.2 2004/09/26 07:02:43 gregkh Exp $
*/

#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>

#include <linux/sched.h>   /* current and everything */
#include <linux/kernel.h> /* printk() */
#include <linux/fs.h>      /* everything... */
#include <linux/types.h>   /* size_t */
#include <linux/completion.h>

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

static int complete_major = 253;//指定主设备号

DECLARE_COMPLETION(comp);

ssize_t complete_read (struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *pos)
{
         printk(KERN_DEBUG "process %i (%s) going to sleep/n",
         current->pid, current->comm);
         wait_for_completion(&comp);
         printk(KERN_DEBUG "awoken %i (%s)/n", current->pid, current->comm);
         return 0; /* EOF */
}

ssize_t complete_write (struct file *filp, const char __user *buf, size_t count,
    loff_t *pos)
{
         printk(KERN_DEBUG "process %i (%s) awakening the readers.../n",
         current->pid, current->comm);
         complete(&comp);
         return count; /* succeed, to avoid retrial */
}


struct file_operations complete_fops = {
         .owner = THIS_MODULE,
         .read =    complete_read,
         .write = complete_write,
};


int complete_init(void)
{
         int result;

/*
    * Register your major, and accept a dynamic number
    */
        result = register_chrdev(complete_major, "complete", &complete_fops);
        if (result < 0)
                return result;
        if (complete_major == 0)
                complete_major = result; /* dynamic */
        return 0;
}

void complete_cleanup(void)
{
         unregister_chrdev(complete_major, "complete");
}

module_init(complete_init);
module_exit(complete_cleanup);


        该模块定义了一个简单的completion设备:任何试图从该设备中读取的进程都将等待,直到其他设备写入该设备为止。编译此模块的Makefile如下:
obj-m := complete.o
KDIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/build
PWD := $(shell pwd)
default:
$(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules
clean:
rm -f *.ko *.o *.mod.c

在linux终端中执行以下命令,编译生成模块,并进行动态加载。
#make
#mknod completion c 253 0
#insmod complete.ko
再打开三个终端,一个用于读进程:
#cat completion
一个用于写进程:
#echo >completion
另一个查看系统日志:
#tail -f /var/log/messages

         值得注意的是,当我们使用的complete_all接口时,如果要重复使用一个completion结构,则必须执行 INIT_COMPLETION(struct completion c)来重新初始化它。可以在kernel/include/linux/completion.h中找到这个宏的定义:
          #define INIT_COMPLETION(x) ((x).done = 0)

        以下代码对书中原有的代码进行了一番变动,将唤醒接口由原来的complete换成了complete_all,并且为了重复利用completion结构,所有读进程都结束后就重新初始化completion结构,具体代码如下:
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>

#include <linux/sched.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/completion.h>

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

#undef KERN_DEBUG
#define KERN_DEBUG "<1>"

static int complete_major=253;
static int reader_count = 0;

DECLARE_COMPLETION(comp);

ssize_t complete_read (struct file *filp,char __user *buf,size_t count,loff_t *pos)
{
           printk(KERN_DEBUG "process %i (%s) going to sleep,waiting for writer/n",current->pid,current->comm);
           reader_count++;
           printk(KERN_DEBUG "In read ,before comletion: reader count = %d /n",reader_count);
           wait_for_completion(&comp);
           reader_count--;
           printk(KERN_DEBUG "awoken %s (%i) /n",current->comm,current->pid);
           printk(KERN_DEBUG "In read,after completion : reader count = %d /n",reader_count);

/*如果使用complete_all,则completion结构只能用一次,再次使用它时必须调用此宏进行重新初始化*/
           if(reader_count == 0)
                       INIT_COMPLETION(comp);

           return 0;
}

ssize_t complete_write(struct file *filp,const char __user *buf,size_t count,loff_t *pos)
{
           printk(KERN_DEBUG "process %i (%s) awoking the readers.../n",current->pid,current->comm);
           printk(KERN_DEBUG "In write ,before do complete_all : reader count = %d /n",reader_count);

           if(reader_count != 0)  
                   complete_all(&comp);

           printk(KERN_DEBUG "In write ,after do complete_all : reader count = %d /n",reader_count);

           return count;
}

struct file_operations complete_fops={
           .owner = THIS_MODULE,
           .read = complete_read,
           .write = complete_write,
};

int complete_init(void)
{
           int result;

           result=register_chrdev(complete_major,"complete",&complete_fops);
           if(result<0)
                    return result;
           if(complete_major==0)
                   complete_major =result;

           printk(KERN_DEBUG    "complete driver test init! complete_major=%d/n",complete_major);
           printk(KERN_DEBUG "静态初始化completion/n");

           return 0;
}

void complete_exit(void)
{
           unregister_chrdev(complete_major,"complete");
           printk(KERN_DEBUG    "complete driver    is removed/n");
}

module_init(complete_init);
module_exit(complete_exit);

这里测试步骤和上述一样,只不过需要多打开几个终端来执行多个进程同时读操作。

____________

参考资料:
1.Jonathan Corbet等著,魏永明等译.linux设备驱动程序(第三版)
2.Linux Kernel

有网友问到 linux两个驱动之间通信的问题:

开发环境:linux OS 

想要实现的效果是:
    先加载驱动1和驱动2,当驱动1的中断被触发后,进入中断处理函数,然后发送类似信号功能的某机制; 
    接着,驱动2收到后,停止阻塞,进行相应的处理...
    请问:该用什么实现呢?

-----------------------------------------------------------------------------------------

我推荐使用内核完成量,该网友说总是编译有问题,然后我自己写了两个驱动测试了下:

drv_test/
├── Makefile
├── module1
│   ├── Makefile
│   ├── module1.c
├── module2
│   ├── Makefile
│   ├── module2.c
最外层的Makefile:
obj-y := module1/ module2/
module1里面的Makeifle:
obj-m = module1.o
module2里面的Makeifle:
obj-m = module2.o

module1.c
TD P { margin-bottom: 0in; }P { margin-bottom: 0.08in; }

#include

#include

#include

 DECLARE_COMPLETION(your_comp);

EXPORT_SYMBOL_GPL(your_comp);

 void interrupt(int irq, void *data)
{
       complete(&your_comp);
}

static int module1_init(void)

{

    pr_info("this is a test module\n");
    //request_irq(IRQ_NUM, NULL, interrupt,NULL)

    return 1;

}

static void module1_exit(void)

{

    pr_info("exit!\n");

}

 

module_init(module1_init);

module_exit(module1_exit);

MODULE_AUTHOR("ramon1892");

MODULE_LICENSE("GPL");



module2.c:
P { margin-bottom: 0.08in; }

#include

#include

 

#include

 

extern struct completion your_comp;

 

static int module2_init(void)

{

    if(wait_for_completion_interruptible_timeout(&your_comp, 10*1000))

        return 0;

    pr_info("this is a test module\n");

    return 1;

}

static void module2_exit(void)

{

    pr_info("exit!\n");

}

 

module_init(module2_init);

module_exit(module2_exit);

MODULE_AUTHOR("ramon1892");

MODULE_LICENSE("GPL");



然后直接在drv_test目录下执行:
make -C 【/kernel/source/】 M=$PWD CFLAGS+=-DEXPORT_SYMTAB

就好了,最后insmod module1.ko; insmode module2.ko 工作正常。

记录之~


### Linux DMA 使用示例 在 Linux 系统中,DMA(Direct Memory Access)是一种硬件机制,允许外设直接读取或写入系统内存而无需 CPU 干预。Xilinx 提供了一个名为 `xilinx_dma.h` 的头文件来支持其 AXI DMA IP 核的功能实现[^1]。 下面展示一个简单的 Xilinx DMA 驱动使用例子: #### 初始化 DMA 设备 首先需要初始化 DMA 控制器并分配必要的资源。以下是伪代码形式的一个简单实例: ```c #include <linux/dma/xilinx_dma.h> static int dma_example_init(struct platform_device *pdev) { struct xilinx_dma_chan *chan; struct device *dev = &pdev->dev; chan = devm_kzalloc(dev, sizeof(*chan), GFP_KERNEL); if (!chan) return -ENOMEM; /* Initialize the channel */ init_xilinx_dma_channel(chan); /* Request and map memory regions */ if (dma_request_slave_channel(&pdev->dev, "tx") && dma_request_slave_channel(&pdev->dev, "rx")) { dev_err(dev, "Failed to request DMA channels\n"); return -ENODEV; } return 0; } ``` 上述代码片段展示了如何通过平台设备接口请求 DMA 通道,并完成基本的初始化工作[^1]。 #### 数据传输操作 一旦完成了 DMA 控制器的设置,就可以执行数据传输任务了。这里给出一段用于启动一次同步传输的操作示范: ```c struct dma_async_tx_descriptor *desc; u32 src_addr = 0x80000000; // 假定源地址 u32 dst_addr = 0xA0000000; // 假定目标地址 size_t len = PAGE_SIZE; /* Prepare a descriptor for transfer */ desc = dmaengine_prep_slave_single(dma_chan, src_addr, len, DMA_MEM_TO_DEV, DMA_PREP_INTERRUPT | DMA_CTRL_ACK); if (!desc) { pr_err("Failed to prepare slave single\n"); return -EINVAL; } /* Submit the transaction */ dma_cookie_t cookie = desc->tx_submit(desc); /* Issue pending transactions */ dma_async_issue_pending(dma_chan); // Wait until completion or timeout occurs. wait_for_completion_timeout(&completion, msecs_to_jiffies(100)); ``` 此部分实现了从指定物理地址向另一个位置拷贝固定长度的数据块功能[^1]。 关于 Initramfs 或 Ramdisk 的相关内容虽然提到过,但它主要用于构建临时根文件系统或者加载驱动模块等场景下辅助作用,并不是直接参与 DMA 流程的一部分[^2]。 --- 相关问题
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