linux wake_up_interruptible() 无效

Question

我正在为操作系统类编写一个“困”设备驱动程序。

它的工作方式是，用户通过read()/write()访问设备。当用户像这样写入设备时:write(fd, &wait, size)，设备将进入休眠状态，持续时间为 wait 值的秒数>。如果等待时间到期，则驱动程序的 write 方法返回 0，程序结束。但是，如果用户在进程在等待队列中休眠时从驱动程序读取数据，则驱动程序的写入方法会立即返回休眠进程在超时发生前等待的秒数。

另一个问题是创建了 10 个设备实例，这 10 个设备中的每一个都必须相互独立。因此，对设备 1 的读取必须只唤醒设备 1 上的休眠进程。

提供了很多代码，我主要负责编写驱动的read()和write()方法。

我试图解决保持设备彼此独立的问题的方法是包含两个大小为 10 的全局静态数组。一个类型为 wait_head_queue_t，一个类型为 Int( bool 标志)。当我通过 open() 打开设备时，这两个数组都会初始化一次。问题是当我调用 wake_up_interruptible() 时，没有任何反应，程序在超时时终止。这是我的写法:

ssize_t sleepy_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos){
struct sleepy_dev *dev = (struct sleepy_dev *)filp->private_data;

ssize_t retval = 0;
int mem_to_be_copied = 0;

if (mutex_lock_killable(&dev->sleepy_mutex))  
{ 
    return -EINTR; 
}

// check size
if(count != 4)  // user must provide 4 byte Int
{
    return EINVAL; // = 22
}
//  else if the user provided valid sized input...
else
{
      if((mem_to_be_copied = copy_from_user(&long_buff[0], buf, count))) 
      { 
        return -EFAULT; 
      }

      // check for negative wait time entered by user
      if(long_buff[0] > -1)// "long_buff[]"is global,for now only holds 1 value
      {
        proc_read_flags[MINOR(dev->cdev.dev)] = 0;  //****** flag array
        retval = wait_event_interruptible_timeout(wqs[MINOR(dev->cdev.dev)],   proc_read_flags[MINOR(dev->cdev.dev)] == 1, long_buff[0] * HZ) / HZ;
        proc_read_flags[MINOR(dev->cdev.dev)] = 0; // MINOR numbers for each
                                    // device correspond to array indices 
                                       // devices 0 - 9
                                         // "wqs" is array of wait queues
      }
      else
      {
         printk(KERN_INFO "user entered negative value for sleep time\n");
      }
}

mutex_unlock(&dev->sleepy_mutex);
return retval;}

与此主题的许多示例不同，我在调用 wait_event_interruptible_timeout() 之前立即将标志切换回零，因为标志值似乎在程序的后续运行之间徘徊。这是我的读取方法的代码:

 ssize_t sleepy_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, 
        loff_t *f_pos){

 struct sleepy_dev *dev = (struct sleepy_dev *)filp->private_data;
 ssize_t retval = 0;

 if (mutex_lock_killable(&dev->sleepy_mutex))
     return -EINTR;

 // switch the flag
 proc_read_flags[MINOR(dev->cdev.dev)] = 1; // again device minor numbers
                                             // correspond to array indices 

 // TODO:   this is not waking up the process in write!
 // wake up the queue
 wake_up_interruptible(&wqs[MINOR(dev->cdev.dev)]);

 mutex_unlock(&dev->sleepy_mutex);

return retval;}

我尝试测试程序的方法是有两个 main.c，一个用于写入设备，一个用于从设备读取，我只是 ./a.out 它们在我在 Virtual Box 中安装的 ubuntu 的单独控制台中。另一件事，它现在的设置方式，写入或读取 a.outs 都不会返回，直到超时发生。对于代码的格式不正确，我深表歉意。我不确定这里到底发生了什么，所以任何帮助将不胜感激!谢谢!

Answer 1

您的写入方法在等待事件时保持 sleepy_mutex。所以 read 方法等待 mutex_lock_killable(&dev->sleepy_mutex) 而互斥体被 writer 解锁。只有当 writer 超时，并且 write 方法返回时才会发生。这是您观察到的行为。

通常，wait_event* 在任何临界区之外执行。这可以通过使用此类宏的 _lock 后缀变体来实现，或者简单地使用自旋锁获取/释放对包装此类宏的 cond 参数:

int check_cond()
{
    int res;
    spin_lock(&lock);
    res = <cond>;
    spin_unlock(&lock);
    return res;
}
...
    wait_event_interruptible(&wq, check_cond());

不幸的是，wait_event-family 宏不能使用，条件检查应该用互斥量保护。在这种情况下，您可以使用带有手动条件检查代码的 wait_woken() 函数。或者重写您的代码，而无需围绕条件检查进行互斥锁定/解锁。

为了实现“reader wake writer, if it is sleep”功能，你可以采用那个答案中的代码https://stackoverflow.com/a/29765695/3440745 .

作者代码:

    //Declare local variable at the beginning of the function
    int cflag;
    ...
    // Outside of any critical section(after mutex_unlock())
    cflag = proc_read_flags[MINOR(dev->cdev.dev)];
    wait_event_interruptible_timeout(&wqs[MINOR(dev->cdev.dev)],
        proc_read_flags[MINOR(dev->cdev.dev)] != cflag, long_buff[0]*HZ);

读者代码:

    // Mutex holding protects this flag's increment from concurrent one.
    proc_read_flags[MINOR(dev->cdev.dev)]++;
    wake_up_interruptible_all(&wqs[MINOR(dev->cdev.dev)]);