内核多任务并发控制实例VIP专享VIP免费

假设存在这样一个的内核共享资源－链表。另外我们构造一个内核多任务访问链表的场景：内核线程向链表加入新节点；内核定时器定时删除结点；系统调用销毁链表。上面三种内核任务并发执行时，有可能会破坏链表数据的完整性，所以我们必须对链表进行同步访问保护，以确保数据一致性。<>内核多任务并发控制实例系统调用：是用户程序通过门机制来进入内核执行的内核例程，它运行在内核态，处于进程上下文中，可以认为是代表用户进程的内核任务内核线程：内核线程可以理解成在内核中运行的特殊进程，它有自己的“进程上下文”。定时器任务队列：任务队列属于下半部，在每次产生时钟节拍时得到处理。<>内核任务及其之间的并发关系系统调用和内核线程可能和各种内核任务并发执行，除了中断（定时器任务队列属于软中断范畴）抢占它产生并发外，它们还有可能自发性地主动睡眠（比如在一些阻塞性的操作中），于是放弃处理器，从而重新调度其它任务，所以系统调用和内核线程除与定时器任务队列发生竞争，也会与其他（包括自己）系统调用与内核线程发生竞争。<>内核任务及其之间的并发关系主要的共享资源是链表（mine）,操作它的内核任务有三个：一是200个内核线程（sharelist），它们负责从表头将新节点（structmy_struct）插入链表。二是定时器任务(qt_task)，它负责每个时钟节拍时从链表头删除一个节点。三是系统调用share_exit，它负责销毁链表并卸载模块。<>实现机制内核线程sharelist：该函数是作为内核线程由keventd调度执行的，作用是向链表中加入新节点start_kthread：该函数用来构建内核线程Sharelist的封装函数kthread_launcher，并启动它kthread_launcher：该函数作用仅仅是通过kernel_thread方法启动内核线程sharelist<>实现机制qt_task：该函数删除链表节点，作为定时器任务运行share_init：该函数是我们的模块注册函数，也是通过它启动定时器任务和内核线程share_exit：这是模块注销函数，负责销毁链表<>实现机制share_exitsharelist链表qt_taskkeventstart_kthread进程上下文中断上下文进程上下文downup上锁添加节点删除节点实现机制并发控制实例示意图链表是内核开发中的常见数据组织形式，为了方便开发和统一结构，内核提供了一套接口来操作链表，我们用到的接口其主要功能为：LIST_HEAD：声明链表结构list_add()：添加节点到链表list_del()：删除节点list_entry()：遍历链表任务队列结构为structtq_structkill_proc，该函数在模块注销时被调用，其主要作用有两个：第一杀死我们生成的内核线程；第二告诉keventd回收相关子线程，以免产生“残疾”子线程序<>关键代码解释变量声明<>实现代码#defineNTHREADS200/*线程数*/structmy_struct{structlist_headlist;intid;intpid;};staticstructwork_structqueue;/*定义工作队列*/staticstructtimer_listmytimer;/*定时器队列*/staticLIST_HEAD(mine);/*sharelist头*/staticunsignedintlist_len=0;staticDECLARE_MUTEX(sem);/*内核线程进行同步的信号量*/staticspinlock_tmy_lock=SPIN_LOCK_UNLOCKED;/*保护对链表的操作*/staticatomic_tmy_count=ATOMIC_INIT(0);/*以原子方式进行追加*/staticlongcount=0;/*行计数器，每行打印4个信息*/staticinttimer_over=0;/*定时器结束标志*/staticintsharelist(void*data);/*从共享链表增删节点的线程*/staticvoidkthread_launcher(structwork_struct*q);/*创建内核线程*/staticvoidstart_kthread(void);/*调度内核线程*/模块注册函数share_init<>实现代码staticintshare_init(void){inti;printk(KERN_INFO"sharelistenter\n");INIT_WORK(&queue,kthread_launcher);//初始化工作队列setup_timer(&mytimer,qt_task,0);//设置定时器add_timer(&mytimer);//添加定时器for(i=0;i