清單3.5 使用工作隊列進行延後工作
#include <linux/workqueue.h>
struct workqueue_struct *wq;
/* Driver Initialization */
static int __init
mydrv_init(void)
{
/* ... */
wq = create_singlethread_workqueue("mydrv");
return 0;
}
/* Work Submission. The first argument is the work function, and
the second argument is the argument to the work function */
int
submit_work(void (*func)(void *data), void *data)
{
struct work_struct *hardwork;
hardwork = kmalloc(sizeof(struct work_struct), GFP_KERNEL);
/* Init the work structure */
INIT_WORK(hardwork, func, data);
/* Enqueue Work */
queue_work(wq, hardwork);
return 0;
EXPORT_SYMBOL_GPL(queue_work);
下列語句可用于宣布你的子產品使用GPL copyleft：
MODULE_LICENSE("GPL");
通知鍊
通知鍊（Notifier chains）可用于将狀态改變資訊發送給請求這些改變的代碼段。與寫死不同，notifier提供了一種在感興趣的事件産生時獲得警告的技術。Notifier的初始目的是将網絡事件傳遞給核心中感興趣的部分，但是現在也可用于許多其他目的。核心已經為主要的事件預先定義了notifier。這樣的通知的執行個體包括：
（1）死亡通知。當核心觸發了一個陷阱和錯誤（由oops、缺頁或斷點命中引發）時被發送。例如，如果你正在為一個醫療等級卡編寫裝置驅動，你可能需要注冊自身接受死亡通知，這樣，當核心恐慌發生時，你可以關閉醫療電子。
（2）網絡裝置通知。當一個網絡接口卡啟動和關閉的時候被發送。
（4）Internet位址通知。當偵測到網絡接口卡的IP位址發送改變的時候，會發送此通知。
Notifier的應用執行個體是drivers/net/wan/hdlc.c中的進階資料鍊路控制（HDLC）協定驅動，它會注冊自己到網絡裝置通知鍊，以偵測載波狀态的改變。
為了将你的代碼與某通知鍊關聯，你必須注冊一個相關鍊的時間處理函數。當相應的事件發生時，事件ID和與通知相關的參數會傳遞給該處理函數。為了實作一個自定義的通知鍊，你必須另外實作底層結構，以便當事件被偵測到時，鍊會被激活。
表3.2 通知鍊和它們傳送的事件
描述
Die Notifier Chain(die_chain)
通過register_die_notifier()，my_die_event_handler()被依附于die_chain死亡通知鍊。為了觸發my_die_event_handler()的發生，代碼中引入了一個備援的引用，即：
死亡事件通知将die_args結構體傳給被注冊的事件處理函數。該參數包括一個指向regs結構體的指針（在發生缺陷的時候，用于存放處理器的寄存器）。my_die_event_handler()中列印了指令指針寄存器的内容。
通過register_netdevice_notifier()，my_dev_event_handler()被依附于網絡裝置通知鍊netdev_chain。通過改變網絡接口裝置（如以太網ethX和回環裝置lo）的狀态可以産生此事件：
它會導緻my_dev_event_handler()的執行。
net_device結構體的指針被傳給該處理函數作為參數，它包含了網絡接口的名字，my_dev_event_handler()列印出了該資訊：
Val=1意味着NETDEV_UP事件，其定義在include/linux/notifier.h檔案中。
User-Defined Notifier Chain
清單3.6也實作了一個使用者自定義的通知鍊my_noti_chain。假定你希望當使用者讀取proc檔案系統中一個特定的檔案的時候該事件被産生，可以在相關的procfs讀函數中加入如下代碼：
當你讀取相應的/proc檔案時，my_event_handler()将被調用，如下資訊被列印出來：
Val包含了産生事件的ID，本例中為100。該函數的參數沒有被使用。
清單3.6 通知事件處理函數
#include <linux/notifier.h>
#include <asm/kdebug.h>
#include <linux/netdevice.h>
#include <linux/inetdevice.h>
/* Die Notifier Definition */
static struct notifier_block my_die_notifier = {
.notifier_call = my_die_event_handler,
};
/* Die notification event handler */
int
my_die_event_handler(struct notifier_block *self,
unsigned long val, void *data)
struct die_args *args = (struct die_args *)data;
if (val == 1) { /* '1' corresponds to an "oops" */
printk("my_die_event: OOPs! at EIP=%lx\n", args->regs->eip);
} /* else ignore */
/* Net Device notifier definition */
static struct notifier_block my_dev_notifier = {
.notifier_call = my_dev_event_handler,
/* Net Device notification event handler */
int my_dev_event_handler(struct notifier_block *self,
unsigned long val, void *data)
printk("my_dev_event: Val=%ld, Interface=%s\n", val,
((struct net_device *) data)->name);
/* User-defined notifier chain implementation */
static BLOCKING_NOTIFIER_HEAD(my_noti_chain);
static struct notifier_block my_notifier = {
.notifier_call = my_event_handler,
/* User-defined notification event handler */
int my_event_handler(struct notifier_block *self,
printk("my_event: Val=%ld\n", val);
my_init(void)
/* Register Die Notifier */
register_die_notifier(&my_die_notifier);
/* Register Net Device Notifier */
register_netdevice_notifier(&my_dev_notifier);
/* Register a user-defined Notifier */
blocking_notifier_chain_register(&my_noti_chain, &my_notifier);
通過BLOCKING_NOTIFIER_HEAD()，清單3.6中的my_noti_chain被定義為一個阻塞通知，經由對blocking_notifier_chain_register()函數的調用，它被注冊。這意味着該通知事件處理函數總是在程序上下文被調用，也允許睡眠。如果你的通知處理函數允許從中斷上下文調用，你應該使用ATOMIC_NOTIFIER_HEAD()定義該通知鍊并使用atomic_notifier_chain_register()注冊它。
老的通知接口
完成接口
一些使用場景的例子包括：
（1）你的驅動子產品中包含了一個輔助核心線程。當你解除安裝這個子產品時，在子產品的代碼從核心空間被移除之前，release()函數将被調用。release函數中要求核心線程殺死自身，它一直阻塞等待線程的退出。清單3.7實作了這個例子。
（2）你正在編寫塊裝置驅動（第14章《塊裝置驅動》讨論）中将裝置讀請求排隊的部分。這激活了以單獨線程或工作隊列方式實作的一個狀态機的變更，而驅動本身想一直等到該操作完成前才執行下一次操作。drivers/block/floppy.c就是這樣的一個例子。
（3）一個應用請求模拟/數字轉換（ADC）驅動完成一次資料采樣。該驅動初始化一個轉換請求，接下來一直等待轉換完成的中斷産生，并傳回轉換後的資料。
static DECLARE_COMPLETION(my_thread_exit); /* Completion */
static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(my_thread_wait); /* Wait Queue */
int pink_slip = 0; /* Exit Flag */
/* Helper thread */
static int
my_thread(void *unused)
DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
daemonize("my_thread");
add_wait_queue(&my_thread_wait, &wait);
while (1) {
/* Relinquish processor until event occurs */
set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
schedule();
/* Control gets here when the thread is woken
up from the my_thread_wait wait queue */
/* Quit if let go */
if (pink_slip) {
break;
}
/* Do the real work */
/* ... */
}
/* Bail out of the wait queue */
__set_current_state(TASK_RUNNING);
remove_wait_queue(&my_thread_wait, &wait);
/* Atomically signal completion and exit */
complete_and_exit(&my_thread_exit, 0);
/* Module Initialization */
/* Kick start the thread */
kernel_thread(my_thread, NULL,
CLONE_FS | CLONE_FILES | CLONE_SIGHAND | SIGCHLD);
/* Module Release */
static void __exit
my_release(void)
pink_slip = 1; /* my_thread must go */
wake_up(&my_thread_wait); /* Activate my_thread */
wait_for_completion(&my_thread_exit); /* Wait until my_thread
quits */
在清單3.7中的my_release()函數中，在喚醒my_thread()之前，它通過pink_slip設定了一個退出請求标志。接下來，它調用wait_for_completion()等待my_thread()完成其退出。my_thread()函數醒來後，發現pink_slip被設定，它進行如下工作：
（1）向my_release()函數通知完成；
（2）殺死自身
在第11章中，開發一個遙測裝置驅動的時候，我們會使用完成接口。
Kthread為原始的線程建立函數添加了一層外衣由此簡化了線程管理的任務。
清單3.8使用kthread接口重寫了清單3.7。my_init()現在調用kthread_create()而不是kernel_thread()，你可以将線程的名字傳入kthread_create()，而不再需要明确地線上程内調用daemonize()。
Kthread允許你自由地調用内建的由完成接口所實作的退出同步機制。是以，如清單3.8中my_release()函數所為，你可以直接調用kthread_stop()而不再需要設定pink_slip、喚醒my_thread()并使用wait_for_completion()等待它的完成。相似地，my_thread()可以進行一個簡潔的對kthread_should_stop()的調用以确認其是否應該退出。
/* '+' and '-' show the differences from Listing 3.7 */
#include <linux/kthread.h>
/* Assistant Thread */
DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
- daemonize("my_thread");
- while (1) {
+ /* Continue work if no other thread has
+ * invoked kthread_stop() */
+ while (!kthread_should_stop()) {
/* ... */
- /* Quit if let go */
- if (pink_slip) {
- break;
- }
__set_current_state(TASK_RUNNING);
remove_wait_queue(&my_thread_wait, &wait);
- complete_and_exit(&my_thread_exit, 0);
+ return 0;
}
+ struct task_struct *my_task;
/* Module Initialization */
static int __init
my_init(void)
{
- kernel_thread(my_thread, NULL,
- CLONE_FS | CLONE_FILES | CLONE_SIGHAND |
SIGCHLD);
+ my_task = kthread_create(my_thread, NULL, "%s", "my_thread");
+ if (my_task) wake_up_process(my_task);
/* Module Release */
static void __exit
my_release(void)
- pink_slip = 1;
- wake_up(&my_thread_wait);
- wait_for_completion(&my_thread_exit);
+ kthread_stop(my_task);
kthread_run(my_thread, NULL, "%s", "my_thread");
錯誤處理助手
#include <linux/err.h>
char *
collect_data(char *userbuffer)
char *buffer;
buffer = kmalloc(100, GFP_KERNEL);
if (!buffer) { /* Out of memory */
return ERR_PTR(-ENOMEM);
if (copy_from_user(buffer, userbuffer, 100)) {
return ERR_PTR(-EFAULT);
return(buffer);
my_function(char *userbuffer)
char *buf;
buf = collect_data(userbuffer);
if (IS_ERR(buf)) {
printk("Error returned is %d!\n", PTR_ERR(buf));
Error returned is -12!
但是，如果collect_data()執行成功，它将傳回一個資料緩沖區的指針。
再來一個例子，我們給清單3.8中的線程建立代碼添加錯誤處理（使用IS_ERR()和PTR_ERR()）：
my_task = kthread_create(my_thread, NULL, "%s", "mydrv");
+ if (!IS_ERR(my_task)) {
+ /* Success */
wake_up_process(my_task);
+ } else {
+ /* Failure */
+ printk("Error value returned=%d\n", PTR_ERR(my_task));
+ }
檢視源代碼
ksoftirqd、pdflush和 khubd核心線程代碼分别在kernel/softirq.c, mm/pdflush.c和 drivers/usb/core/hub.c檔案中。
kernel/exit.c可以找到daemonize()，以使用者模式助手的實作見于kernel/kmod.c檔案。
核心工作隊列的實作位于kernel/workqueue.c檔案，為了了解工作隊列的用法，可以檢視drivers/net/wireless/ipw2200.c中PRO/Wireless 2200網卡驅動。
核心通知鍊的實作位于kernel/sys.c和include/linux/notifier.h檔案。檢視kernel/sched.c和include/linux/completion.h檔案可以挖掘完成接口的實作機理。kernel/kthread.c包含了kthread輔助接口的源代碼，include/linux/err.h則包含了錯誤處理接口的定義。
表3.3給出了本章中所使用的主要的資料結構及其源代碼路徑的總結。表3.4列出了本章中使用的主要核心程式設計接口及其源代碼路徑。
資料結構
路徑
wait_queue_t
include/linux/wait.h
list_head
include/linux/list.h
hlist_head
用于實作哈希表的的核心結構體
work_struct
include/linux/workqueue.h
notifier_block
include/linux/notifier.h
completion
include/linux/completion.h
DECLARE_WAITQUEUE()
定義一個等待隊列
add_wait_queue()
kernel/wait.c
remove_wait_queue()
wake_up_interruptible()
include/linux/wait.h kernel/sched.c
schedule()
kernel/sched.c
set_current_state()
include/linux/sched.h
kernel_thread()
arch/your-arch/kernel/process.c
daemonize()
kernel/exit.c
allow_signal()
使能某指定信号的發起
signal_pending()
call_usermodehelper()
include/linux/kmod.h kernel/kmod.c
執行一個使用者模式的程式
Linked list library functions
看表3.1
register_die_notifier()
arch/your-arch/kernel/traps.c
注冊一個die通知
register_netdevice_notifier()
net/core/dev.c
注冊一個netdevice通知
register_inetaddr_notifier()
net/ipv4/devinet.c
注冊一個inetaddr通知
BLOCKING_NOTIFIER_HEAD()
建立一個使用者自定義的阻塞性的通知
blocking_notifier_chain_register()
kernel/sys.c
注冊一個阻塞性的通知
blocking_notifier_call_chain()
将事件分發給一個阻塞性的通知鍊
ATOMIC_NOTIFIER_HEAD()
建立一個原子性的通知
atomic_notifier_chain_register()
注冊一個原子性的通知
DECLARE_COMPLETION()
靜态定義一個完成執行個體
init_completion()
動态定義一個完成執行個體
complete()
宣布完成
wait_for_completion()
一直等待完成執行個體的完成
complete_and_exit()
原子性的通知完成并退出
kthread_create()
kernel/kthread.c
建立一個核心線程
kthread_stop()
讓一個核心線程停止
kthread_should_stop()
IS_ERR()
include/linux/err.h
本文轉自 21cnbao 51CTO部落格，原文連結：http://blog.51cto.com/21cnbao/120805，如需轉載請自行聯系原作者
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