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Jan 12 2016

工作隊列wait queue() wait_event() interruptible_sleep_on()等應用方法

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在Linux驅動程序中,可以使用等待隊列(wait queue)來實現阻塞進程的喚醒。wait queue很早就作為一種基本的功能單位出現在Linux內核里了,它以隊列位基礎數據結構,與進程調度機制緊密結合,能夠用于實現內核中異步事件通知機制。等待隊列可以用來同步對系統資源的訪問。(信號量在內核中也依賴等待隊列來實現)。
    Linux-2.6提供如下關于等待隊列的操作:
    (1) 定義"等待隊列頭"

        wait_queue_head_t my_queue;


    (2) 初始化"等待隊列頭"
        init_waitqueue_head(&my_queue);
        定義和初始化的快捷方式:
        DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(my_queue);   


    (3) 定義等待隊列
        DECLARE_WAITQUEUE(name, tsk);
        定義并初始化一個名為name的等待隊列(wait_queue_t);


    (4) 添加/移除等待隊列
        void fastcall add_wait_queue(wait_queue_head_t *q, wait_queue_t *wait);
        void fastcall remove_wait_queue(wait_queue_head_t *q, wait_queue_t *wait);
        add_wait_queue()用于將等待隊列wait添加到等待隊列頭q指向的等待隊列鏈表中,而remove_wait_queue()用于將等待隊列wait從附屬的等待隊列頭q指向的等待隊列鏈表中移除。


    (5) 等待事件
        wait_event(queue, condition);
        wait_event_interruptible(queue, condition);
        wait_event_timeout(queue, condition, timeout);
        wait_event_interruptible_timeout(queue, condition, timeout);
        等待第一個參數queue作為等待隊列頭的等待隊列被喚醒,而且第二個參數condition必須滿足,否則阻塞。wait_event()和wait_event_interruptible()的區別在于后者可以被信號打斷,而前者不能。加上timeout后的宏意味著阻塞等待的超時時間,以jiffy為單位,在第三個參數的timeout到達時,不論condition是否滿足,均返回。


    (6) 喚醒隊列
        void wake_up(wait_queue_head_t *queue);
        void wake_up_interruptible(wait_queue_head_t *queue);
        上述操作會喚醒以queue作為等待隊列頭的所有等待隊列對應的進程。
        wake_up()               <--->    wait_event()
                                         wait_event_timeout()
        wake_up_interruptible() <--->    wait_event_interruptible()   
                                         wait_event_interruptible_timeout() 

        wake_up()可以喚醒處于TASK_INTERRUPTIBLE和TASK_UNINTERRUPTIBLE的進程
        wake_up_interruptble()只能喚醒處于TASK_INTERRUPTIBLE的進程。


    (7) 在等待隊列上睡眠
        sleep_on(wait_queue_head_t *q);
        interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q);
      
        sleep_on()函數的作用就是將當前進程的狀態置成TASK_UNINTERRUPTIBLE,定義一個等待隊列,并把它添加到等待隊列頭q,直到支援獲得,q引導的等待隊列被喚醒。
        interruptible_sleep_on()與sleep_on()函數類似,其作用是將目前進程的狀態置成TASK_INTERRUPTIBLE,并定義一個等待隊列,之后把它附屬到等待隊列頭q,直到資源可獲得,q引導的等待隊列被喚醒或者進程收到信號。   

        sleep_on()               <--->   wake_up() 

        interruptible_sleep_on() <--->   wake_up_interruptible()

與(5)的區別是不需要condition參數,只有調用wake_up()或wake_up_interruptible()就喚醒隊列上的所有等待

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