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完成量 |
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完成量 |
完成量（completion）机制基于等待队列，内核利用这个机制等待某一个操作结束，这两种机制使用得都比较频繁，主要用于设备的驱动程序。完成量与信号量有些相似，但完成量是基于等待队列实现的。
我们只感兴趣完成量的接口。在场景中有两个参与者，一个在等待某操作的完成，而另一个在操作完成时发出声明，实际上，这已经被简化过了。实际上，可以有任意数目的进程等待操作完成，为表示进程等待的即将完成的『某操作』，内核使用了complietion数据结构，代码如下：
{% highlight c++ %} struct completion { unsigned int done; wait_queue_head_t wait; }; {% endhighlight %}
我们可以看到wait变量是一个wait_queue_head_t结构体，是等待队列链表的头，done是一个计数器。每次调用completion时，该计数器就加1，仅当done等于0时，wait_for系列函数才会使调用进程进入睡眠。实际上，这意味着进程无需等待已经完成的事件。
其中wait_queue_head_t已经在等待队列中记录过了，代码如下：
{% highlight c++ %} struct __wait_queue_head { spinlock_t lock; struct list_head task_list; }; typedef struct __wait_queue_head wait_queue_head_t; {% endhighlight %}
init_completion()函数用于初始化一个动态分配的completion实例，而DECLARE_COMPLETION宏用来建立该数据结构的静态实例。*init_completion()*函数代码如下：
{% highlight c++ %} static inline void init_completion(struct completion *x) { x->done = 0; init_waitqueue_head(&x->wait); } {% endhighlight %}
从上面代码中可以看到，初始化完成量会将done字段初始化为0，并且初始化wait链表。进程可以用wait_for_completion添加到等待队列，进程在其中等待，并以独占睡眠状态直到请求被内核的某些部分处理，这些函数都需要一个completion实例：
{% highlight c++ %} extern void wait_for_completion( struct completion *);
extern int wait_for_completion_interruptible( struct completion *x);
extern int wait_for_completion_killable( struct completion *x);
extern unsigned long wait_for_completion_timeout( struct completion *x, unsigned long timeout);
extern unsigned long wait_for_completion_interruptible_timeout( struct completion *x, unsigned long timeout);
extern bool try_wait_for_completion( struct completion *x);
extern bool completion_done( struct completion *x);
extern void complete( struct completion *);
extern void complete_all( struct completion *); {% endhighlight %}
通常进程在等待事件的完成时处于不可中断状态，但如果使用wait_for_completion_interruptible可以改变这一设置，如果进程被中断，则函数返回*-ERESTARTSYS*，否则返回0.
wait_for_completion_timeout等待一个完成事件发送，但提供了超时的设置，如果等待时间超过了这一设置，则取消等待。这有助于防止无限等待某一时间，如果在超时之间就已经完成，函数就返回剩余时间，否则就返回0。
wait_for_completion_interruptible_timeout是前两种的结合体。
在请求由内核的另一部分处理之后，必须调用complete或者complete_all来唤醒等待的进程。因为每次调用只能从完成量的等待队列移除一个进程，对n个等待进程来说，必须调用函数n次。另一方面，complete_all会唤醒所有等待该完成的进程。
除此之外，还有complete_and_exit方法，该方法是一个小的包装起，首先调用complete，然后调用do_exit结束内核线程。
{% highlight c++ %} NORET_TYPE void complete_and_exit( struct completion *comp, long code) { if (comp) complete(comp);
do_exit(code);
} {% endhighlight %}
在completion结构体中，done是一个计数器。complete_all的工作方式与之类似，但它会将计数器设置为最大的可能值，这样，在事件完成后调用wait_for系列函数的进程将永远不会睡眠。