Linux内核的sleep/wakeup机制非常重要,几乎贯穿了所有的内核子系统,值得注意的是,这里的sleep/wakeup依然采用了OO的思想,并没有限制睡眠的entry一定要是一个task,而是将睡眠的entry做了一层抽象,即:
struct __wait_queue {
unsigned int flags;
// 至于这个private到底是什么,内核并不限制,它可以是task,也可以是别的。
void *private;
wait_queue_func_t func;
struct list_head task_list; //挂在链表__wait_queue_head
};
typedef struct __wait_queue wait_queue_t;
以上的这个entry,最终要睡眠在下面的数据结构实例化的一个链表上:
struct __wait_queue_head {
spinlock_t lock;
struct list_head task_list;
};
typedef struct __wait_queue_head wait_queue_head_t;
被等待的事件会提供链表wait_queue_head_t,等待事件的进程会初始化wait_queue_t,然后插入被等待事件的链表wait_queue_head_t后开始睡眠等待。
当事件发生后,会遍历链表wait_queue_head_t上的wait_queue_t,执行其func函数default_wake_function将等待进程唤醒。
entry初始化
//调用此函数的一般是需要将调用进程睡眠等待事件发生
//事件发生时调用default_wake_function来唤醒调用进程
static inline void init_waitqueue_entry(wait_queue_t *q, struct task_struct *p)
{
q->flags = 0;
q->private = p;
q->func = default_wake_function;
}
//调用此函数的一般不会是打算唤醒进程,而是事件发生时,调用func来做其他事情,比如epoll_ctl添加监听目标
static inline void
init_waitqueue_func_entry(wait_queue_t *q, wait_queue_func_t func)
{
q->flags = 0;
q->private = NULL;
q->func = func;
}
将entry添加到等待队列
有四个版本的添加函数用来将wait_queue_t添加到链表wait_queue_head_t
a. 直接添加到队列头部
static inline void __add_wait_queue(wait_queue_head_t *head, wait_queue_t *new)
{
list_add(&new->task_list, &head->task_list);
}
b. 设置exclusive标志,并添加到队列头部 //epoll_wait使用此函数
/*
* Used for wake-one threads:
*/
static inline void
__add_wait_queue_exclusive(wait_queue_head_t *q, wait_queue_t *wait)
{
wait->flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
__add_wait_queue(q, wait);
}
c. 直接添加到队列尾部
static inline void __add_wait_queue_tail(wait_queue_head_t *head,
wait_queue_t *new)
{
list_add_tail(&new->task_list, &head->task_list);
}
d. 设置exclusive标志,并添加到队列尾部 //accept使用此函数
static inline void
__add_wait_queue_tail_exclusive(wait_queue_head_t *q, wait_queue_t *wait)
{
wait->flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
__add_wait_queue_tail(q, wait);
}
删除entry
//将old entry从链表中删除
static inline void
__remove_wait_queue(wait_queue_head_t *head, wait_queue_t *old)
{
list_del(&old->task_list);
}
唤醒任务
//将wait_queue_head_t 上的任务唤醒
void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
int nr_exclusive, void *key)
{
unsigned long flags;
spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
__wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
}
static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
{
wait_queue_t *curr, *next;
list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
unsigned flags = curr->flags;
//调用__pollwake或者default_wake_function将进程唤醒
//如果设置了WQ_FLAG_EXCLUSIVE,则只唤醒nr_exclusive个任务
if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
(flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
break;
}
}
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