Linux Kernel Completion 使用指南：进程同步机制详解与实例教程

LinuxKernelCompletion使用手册

在Linux内核编程中，completion是一个用于进程同步的机制linux内核多线程编程linux 命令，常用于等待某个风波的完成。它提供了一种简单的方法，让一个线程等待另一个线程完成某项任务。

基本使用方式初始化

completion结构须要在使用之前进行初始化，可以使用以下两种方法之一：

静态初始化：

DECLARE_COMPLETION(my_completion);

动态初始化：

struct completion my_completion;
init_completion(&my_completion);

等待风波

一个线程可以调用wait_for_completion或其变种来等待风波的完成：

wait_for_completion(&my_completion);

变种方式包括：

触发风波

当某个风波完成时，应当调用complete函数来唤起等待的线程：

complete(&my_completion);

倘若有多个等待者linux内核多线程编程，但是你希望唤起所有等待者，可以使用complete_all：

complete_all(&my_completion);

中级使用方式重新初始化

在个别情况下，一个completion结构可能须要重复使用，这时可以使用reinit_completion重新初始化：

reinit_completion(&my_completion);

超时等待

为了防止无限期等待，可以使用带超时的等待函数，比如：

unsigned long timeout = msecs_to_jiffies(500); // 500 ms
wait_for_completion_timeout(&my_completion, timeout);

可中断的等待

有时须要等待可以被中断，可以使用wait_for_completion_interruptible或wait_for_completion_killable：

int ret;
ret = wait_for_completion_interruptible(&my_completion);
if (ret == -ERESTARTSYS) {
    // 等待被信号中断
}

注意事项初始化问题：确保在使用completion之前正确初始化，防止使用未初始化的completion。重入问题：防止对同一个completion结构多次调用complete，由于这会造成不可预测的行为。超时处理：合理使用超时等待红帽linux，防止线程无限期挂起。中断安全：在中断上下文中不能使用可能造成睡眠的函数，比如等待函数。资源释放：在模块卸载或资源释放时，确保没有线程在等待，防止资源泄露或访问非法显存。代码示例

以下是一个简单的事例，展示了一个线程等待另一个线程完成某项任务：

#include 
#include 
#include 
#include 

static struct completion my_completion;
int worker_thread(void *data) {
    printk(KERN_INFO "Worker thread: Starting workn");
    msleep(5000);  // 模拟工作
    printk(KERN_INFO "Worker thread: Work done, signaling completionn");
    complete(&my_completion);
    return 0;
}
static int __init my_module_init(void) {
    struct task_struct *task;
    init_completion(&my_completion);
    task = kthread_run(worker_thread, NULL, "worker_thread");
    if (IS_ERR(task)) {
        printk(KERN_ERR "Failed to create worker threadn");
        return PTR_ERR(task);
    }
    printk(KERN_INFO "Main thread: Waiting for completionn");
    wait_for_completion(&my_completion);
    printk(KERN_INFO "Main thread: Detected completionn");
    return 0;
}

static void __exit my_module_exit(void) {
    printk(KERN_INFO "Module exitn");
}
module_init(my_module_init);
module_exit(my_module_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

这个事例创建了一个工作线程，该线程在完成工作后调用complete。主线程等待工作线程完成后继续执行。

总结

Linux内核中的completion机制是一个强悍的工具，用于线程间的同步。通过合理使用它，可以有效地控制线程的执行次序，确保程序的正确性。在使用时，应注意初始化、超时、中断安全等问题，以防止潜在的bug。

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