阻塞操作是指在执行设备操作时,若不能获得资源,则挂起进程直到满足可操作的条件后再进行操作。被挂起的进程进入休眠状态,被从调度器的运行队列移走,知道等待的条件被满足。而非阻塞的进程在不能进行设备操作时,并不挂起,它或者放弃,或者不停地查询,直到可以操作为止。

在linux驱动程序中,可以使用等待队列(wait queue)来实现阻塞进程的唤醒。

1. 等待队列头

一个等待队列有一个“等待队列头”来管理,wait_queue_head_t定义在linux/wait.h,实现在kernel/wait.c中。

struct __wait_queue_head {
spinlock_t lock;
struct list_head task_list;
};
typedef struct __wait_queue_head wait_queue_head_t;
DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(name);  //静态
wait_queue_head_t my_queue;
init_waitqueue_head(&my_queue);

2. 定义等待队列

typedef struct __wait_queue wait_queue_t;
typedef int (*wait_queue_func_t)(wait_queue_t *wait, unsigned mode, int flags, void *key);
int default_wake_function(wait_queue_t *wait, unsigned mode, int flags, void *key); struct __wait_queue {
unsigned int flags;
#define WQ_FLAG_EXCLUSIVE 0x01
void *private;
wait_queue_func_t func;
struct list_head task_list;
};

DECLARE_WAIT_QUEUE(name, tsk);

该宏用于定义并初始化一个名为name的等待队列。

#define __WAITQUEUE_INITIALIZER(name, tsk) {                \
.private = tsk, \
.func = default_wake_function, \
.task_list = { NULL, NULL } } #define DECLARE_WAITQUEUE(name, tsk) \
wait_queue_t name = __WAITQUEUE_INITIALIZER(name, tsk)

3. 移除和添加等待队列

extern void add_wait_queue(wait_queue_head_t *q, wait_queue_t *wait);
extern void add_wait_queue_exclusive(wait_queue_head_t *q, wait_queue_t *wait);
extern void remove_wait_queue(wait_queue_head_t *q, wait_queue_t *wait);

4. 等待事件

#define wait_event(wq, condition)
#define wait_event_timeout(wq, condition, timeout)
#define wait_event_interruptible(wq, condition)
#define wait_event_interruptible_timeout(wq, condition, timeout)
/**
* wait_event_interruptible_timeout - sleep until a condition gets true or a timeout elapses
* @wq: the waitqueue to wait on
* @condition: a C expression for the event to wait for
* @timeout: timeout, in jiffies
*
* The process is put to sleep (TASK_INTERRUPTIBLE) until the
* @condition evaluates to true or a signal is received.
* The @condition is checked each time the waitqueue @wq is woken up.
*
* wake_up() has to be called after changing any variable that could
* change the result of the wait condition.
*
* Returns:
* 0 if the @timeout elapsed, -%ERESTARTSYS if it was interrupted by
* a signal, or the remaining jiffies (at least 1) if the @condition
* evaluated to %true before the @timeout elapsed.
*/

等待第一个参数wq作为等待队列头的等待队列被唤醒,而且第2个参数condition必须满足,否则继续阻塞。

timeout以jiffy为单位。
5. 唤醒队列

void wake_up(wait_queue_head_t *queue);
void wake_up_interruptible(wait_queue_head_t *queue);

6. 在等待队列上睡眠

extern void sleep_on(wait_queue_head_t *q);
extern long sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, signed long timeout);
extern void interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q);
extern long interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, signed long timeout);

将当前进程添加到等待队列中,从而在等待队列上睡眠。当超时发生时,进程被唤醒。

参考:

1. 等待队列

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