手工休眠问题

写网络虚拟驱动的时候,发现内核的read函数会在上层应用调用了一次之后永远进入休眠状态,无法被唤醒。出现这个问题的原因可能有两个:

1.驱动的read函数休眠设置不正确

2.负责唤醒read进程的函数没有正确执行


##手工休眠##

ssize_t device_read(struct file *file,char *buffer,
size_t length, loff_t *offset)
{
int i;
struct ed_device *edp;
DECLARE_WAITQUEUE(wait,current);
edp = (struct ed_device *)file->private_data;
add_wait_queue(&edp->rwait,&wait);
for(;;){
    set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
    if ( file->f_flags & O_NONBLOCK)
        break;
    if ( edp->tx_len > 0)
        break;//直接处理数据
    if ( signal_pending(current))
        break;//处理伪唤醒
	printk("Start going to sleep\n");
       schedule();//进行进程调度
	printk("return from scheduler\n");
}
printk("Have been waked\n");
set_current_state(TASK_RUNNING);
remove_wait_queue(&edp->rwait,&wait);
spin_lock(&edp->lock);
if(edp->tx_len == 0) {
     spin_unlock(&edp->lock);
     return 0;     
}
else{...}
spin_unlock(&edp->lock);
return length;
}

由此可见手工休眠需要这些设置

1.在前面已经用DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(rwait)定义了等待队列头rwait,这里需要再用DECLARE_WAITQUEUE(wait,current)定义等待队列项。current指当前进程。

2.将等待队列项wait加入等待队列头rwait,add_wait_queue(&edp->rwait,&wait)。该队列会在进程等待的条件满足时唤醒它。在其他地方写相关代码,在事件发生时,对等待队列执行唤醒操作。这个程序是由kernel_write中的wake_up_interruptible唤醒,即当有数据写到buffer中可供应用层读写时。

ssize_t kernel_write(const char *buffer,size_t length,int buffer_size)
{
if(length > buffer_size )
length = buffer_size;
memset(ed[ED_TX_DEVICE].buffer,0,buffer_size);
memcpy(ed[ED_TX_DEVICE].buffer,buffer,buffer_size);
ed[ED_TX_DEVICE].tx_len = length;
wake_up_interruptible(&ed[ED_TX_DEVICE].rwait);	
printk("function [kernel_write] is called \n");
return length;}

3.在每次的for循环中将当前的进程状态置为TASK_INTERRUPTIBLE,意思是可由信号唤醒,但不是事件唤醒,所以要对这个伪唤醒做处理

if ( signal_pending(current))
break;

4.file->f_flags & O_NONBLOCK中O_NONBLOCK表示不等待。如果在用户层采用

fd = open("/dev/device", O_RDWR | O_NONBLOCK)

读,则O_NONBLOCK会被置为1,为非阻塞读,会立刻返回是否读到数据。如果不设置这个标志,则是阻塞读。应用层的read的阻塞&&非阻塞设置是在这里实现的。

5.如果buffer中有数据edp->tx_len > 0,则直接处理数据,不进行休眠。没数据就会使用调度函数schedule()使当前进程休眠,而去执行其他的进程。

6.一旦kernel_write函数执行,会从schedule()函数返回,执行whie的下一次循环。这时buffer里有数据,因而break脱离while循环。这时把当前进程的状态设为TASK_RUNNING,移出等待队列。

进行测试,发现当为阻塞读时,device_read停在Start going to sleep。当为非阻塞读时,会一直打印信息Have been waked。两种情况下都无法显示buffer中的数据,或许是因为应用层的read调用导致buffer里再也无法接受数据。

在ednet_tx中加入调试信息,dmesg可以发现read调用之后,直接内核管理的ednet_tx依然会被调用。而ednet_hw_tx和kernel_write都没有调用。这就是问题所在。

int ednet_tx(struct sk_buff *skb, struct device *dev)
{int len;
char *data;
struct ednet_priv *priv = (struct ednet_priv *) dev->priv;
if( ed[ED_TX_DEVICE].busy ==1){
 return -EBUSY;
 ...
ednet_hw_tx(data, len, dev);
}

在应用层是这样的:

ioctl(fd_tx,IOCTL_SET_BUSY,1);
if((nbytes = read(fd_tx, tx_ptr, BUFFER_SIZE-1)) > 0)

read为阻塞读,ioctl设置ed[ED_TX_DEVICE].busy为1。当内核要发数据时调用ednettx,到了 if( ed[ED_TX_DEVICE].busy ==1)这里就返回了,无法执行包含在ednet_hw_tx里的唤醒,因此读进程永远睡眠。


##Reference## [1].http://www.linuxidc.com/Linux/2011-10/44429p2.htm

[2].http://blog.sina.com.cn/s/blog_5f84dc840100v3j1.html

[3].http://blog.csdn.net/yikai2009/article/details/8653697



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