linux系统，驱动开发的函数 wake_up_interruptible

在Linux驱动开发中，wake_up_interruptible 是一个关键函数，用于唤醒处于可中断睡眠状态（TASK_INTERRUPTIBLE）的进程。以下是其核心要点和使用方法：

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功能与用途

• 唤醒进程：当驱动中的某个条件满足（如数据就绪、硬件操作完成），调用此函数唤醒等待队列中的进程。
• 适用场景：常用于阻塞式操作（如字符设备的read/write），避免进程忙等待，提升系统效率。

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函数原型

int wake_up_interruptible(wait_queue_head_t *q);

• 参数：q 是等待队列头（wait_queue_head_t），指向进程等待的队列。
• 返回值：成功唤醒的进程数。若返回0，表示无进程被唤醒。

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关键特性

1. 仅唤醒可中断进程：
   • 仅唤醒处于TASK_INTERRUPTIBLE状态的进程，忽略TASK_UNINTERRUPTIBLE状态。
   • 与wake_up不同，后者会唤醒所有状态的进程。
2. 信号处理：
   • 若进程被信号中断，wake_up_interruptible仍会返回非零值，驱动需处理-ERESTARTSYS错误码。

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典型使用流程

1. 定义等待队列头

wait_queue_head_t wq;
DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(wq); // 初始化等待队列头

2. 条件变量与唤醒逻辑

static int data_available = 0; // 条件标志


// 在中断处理或数据就绪时唤醒进程
void irq_handler(void) {
    data_available = 1;
    wake_up_interruptible(&wq); // 唤醒等待队列中的进程
}

3. 进程阻塞等待

ssize_t device_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos) {
    // 等待条件满足或被信号中断
    if (wait_event_interruptible(wq, data_available != 0)) {
        return -ERESTARTSYS; // 被信号中断，返回错误
    }


    // 条件满足，处理数据...
    data_available = 0; // 重置条件
    return count;
}

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注意事项

1. 条件检查：
   • 唤醒后需重新检查条件（如data_available），避免虚假唤醒。
   • 示例中的wait_event_interruptible宏已自动处理条件检查和等待队列操作。
2. 中断上下文安全：
   • wake_up_interruptible可在中断上下文调用，因其不涉及睡眠操作。
3. 避免忙等待：
   • 确保唤醒逻辑与条件变量正确配合，防止进程反复唤醒后立即休眠。

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示例场景

• 字符设备驱动：
  • 用户空间调用read时，若数据未就绪，进程进入TASK_INTERRUPTIBLE睡眠。
  • 硬件中断触发时，设置标志并调用wake_up_interruptible，唤醒等待进程。

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总结

wake_up_interruptible 是驱动中实现阻塞式I/O的核心机制，通过协调等待队列和条件变量，高效管理进程状态转换。正确使用可提升驱动性能，同时需注意信号处理和条件检查，确保系统稳定性。