linux同步机制-complete

最新推荐文章于 2024-09-24 19:50:44 发布

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分类专栏： linux内核文章标签： linux驱动 linux同步机制 complete

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本文介绍了Linux驱动程序中completion同步机制的使用，包括定义、初始化、等待和唤醒操作。completion主要用于一个执行单元等待另一个执行单元完成特定任务。通过`init_completion`初始化，`wait_for_completion`等待，`complete`或`complete_all`唤醒等待的线程。这种机制在多线程同步中起到关键作用。

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linux驱动程序中可以使用的同步机制有很多，这里只介绍complete机制。

1. 什么是complete?

completion，它用于一个执行单元等待另一个执行单元执行完某事。Linux系统中与completion相关的操作主要有以下4种:
   (1) 定义completion
      struct completion my_completion;
   (2) 初始化completion
      init_completion(&my_completion);
      对my_completion的定义和初始化可以通过如下快捷方式实现
        DECLEARE_COMPLETION(my_completion);
   (3) 等待completion
      void wait_for_completion(struct completion *c);
   (4) 唤醒completion
      void complete(struct completion *c);
      void complete_all(struct completion *c);
      前者只唤醒一个等待的执行单元，后者唤醒所有等待同一completion的执行单元。

2. complete的原理

初始化complete时对done变量和队列进行初始化。

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

在complete函数中会累计产生complete的次数，并基于此次数对后续进行唤醒操作。

void complete(struct completion *x)
{
	unsigned long flags;

	raw_spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
	x->done++;                                        //累计complete执行了多少次
	__swait_wake_locked(&x->wait, TASK_NORMAL, 1);
	raw_spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
}
EXPORT_SYMBOL(complete);

在唤醒操作时，每唤醒一次，就将done减1，直到done为0时，线程就会一直处于等到阻塞状态。

do_wait_for_common(struct completion *x,
		   long (*action)(long), long timeout, int state)
{
	if (!x->done) {
		DEFINE_SWAITER(wait);

		swait_prepare_locked(&x->wait, &wait);
		do {
			if (signal_pending_state(state, current)) {
				timeout = -ERESTARTSYS;
				break;
			}
			__set_current_state(state);
			raw_spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
			timeout = action(timeout);
			raw_spin_lock_irq(&x->wait.lock);
		} while (!x->done && timeout);
		swait_finish_locked(&x->wait, &wait);
		if (!x->done)
			return timeout;
	}
	x->done--;                    //每唤醒一次等待的线程，就自减一次
	return timeout ?: 1;
}

3. complete的使用

struct completion temp_completion;    //定义一个变量
init_completion(&temp_completion);    //初始化变量
 
complete(&temp_completion);            //发送完成量    唤醒一个等待
wait_for_completion(&temp_completion);    //等待完成量
 
 
complete_all(&temp_completion);    //唤醒所有等待
wait_for_completion_timeout(&temp_completion, HZ);    //等待可以超时
wait_for_completion_interruptible(&temp_completion);    //等待可以被中断
wait_for_completion_interruptible_timeout(&temp_completion);    //等待可以超时、被中断