Linux内核同步机制之completion

Linux内核同步机制之completion

结构与初始化

Completion在内核中的实现基于等待队列（关于等待队列理论知识在前面的文章中有介绍），completion结构很简单：

1. struct completion {  
2.     unsigned int done;/*用于同步的原子量*/  
3.     wait_queue_head_t wait;/*等待事件队列*/  
4. };  

和信号量一样，初始化分为静态初始化和动态初始化两种情况：

1. #define COMPLETION_INITIALIZER(work) \   
2.     { 0, __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER((work).wait) }  
3.   
4. #define DECLARE_COMPLETION(work) \   
5.     struct completion work = COMPLETION_INITIALIZER(work)  

动态初始化：

1. static inline void init_completion(struct completion *x)  
2. {  
3.     x->done = 0;  
4.     init_waitqueue_head(&x->wait);  
5. }  

可见，两种初始化都将用于同步的done原子量置位了0，后面我们会看到，该变量在wait相关函数中减一，在complete系列函数中加一。

实现

同步函数一般都成对出现，completion也不例外，我们看看最基本的两个complete和wait_for_completion函数的实现。

wait_for_completion最终由下面函数实现：

1. static inline long __sched  
2. do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)  
3. {  
4.     if (!x->done) {  
5.         DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);  
6.   
7.         wait.flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;  
8.         __add_wait_queue_tail(&x->wait, &wait);  
9.         do {  
10.             if (signal_pending_state(state, current)) {  
11.                 timeout = -ERESTARTSYS;  
12.                 break;  
13.             }  
14.             __set_current_state(state);  
15.             spin_unlock_irq(&x->wait.lock);  
16.             timeout = schedule_timeout(timeout);  
17.             spin_lock_irq(&x->wait.lock);  
18.         } while (!x->done && timeout);  
19.         __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);  
20.         if (!x->done)  
21.             return timeout;  
22.     }  
23.     x->done--;  
24.     return timeout ?: 1;  
25. }  

而complete实现如下：

1. void complete(struct completion *x)  
2. {  
3.     unsigned long flags;  
4.   
5.     spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);  
6.     x->done++;  
7.     __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);  
8.     spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);  
9. }  

不看内核实现的源代码我们也能想到他的实现，不外乎在wait函数中循环等待done变为可用（正），而另一边的complete函数为唤醒函数，当然是将done加一，唤醒待处理的函数。是的，从上面的代码看到，和我们想的一样。内核也是这样做的。