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与“等待”相关的api

  如果几个进程需要等待某个事件发生,才能被运行,那么就需要一种“等待”的机制,以实现进程同步。

wait_queue等待队列

  wait_queue是一种进程同步机制,中文名为“等待队列”。它可以将当前进程挂起,并在时机成熟时,由另一个进程唤醒他们。

  当您需要等待一个事件完成时,使用wait_queue机制能减少进程同步的开销。相比于滥用自旋锁以及信号量,或者是循环使用usleep(1000)这样的函数来完成同步,wait_queue是一个高效的解决方案。

简单用法

  等待队列的使用方法主要分为以下几部分:

  • 创建并初始化一个等待队列
  • 使用wait_queue_sleep_on_系列的函数,将当前进程挂起。晚挂起的进程将排在队列的尾部。
  • 通过wait_queue_wakeup()函数,依次唤醒在等待队列上的进程,将其加入调度队列

  要使用wait_queue,您需要#include<common/wait_queue.h>,并创建一个wait_queue_node_t类型的变量,作为等待队列的头部。这个结构体只包含两个成员变量:

typedef struct
{
    struct List wait_list;
    struct process_control_block *pcb;
} wait_queue_node_t;

  对于等待队列,这里有一个好的命名方法:

wait_queue_node_t wq_keyboard_interrupt_received;

  这样的命名方式能增加代码的可读性,更容易让人明白这里到底在等待什么。

初始化等待队列

  函数wait_queue_init(wait_queue_node_t *wait_queue, struct process_control_block *pcb)提供了初始化wait_queue结点的功能。

  当您初始化队列头部时,您仅需要将wait_queue首部的结点指针传入,第二个参数请设置为NULL

将结点插入等待队列

  您可以使用以下函数,将当前进程挂起,并插入到指定的等待队列。这些函数大体功能相同,只是在一些细节上有所不同。

函数名 解释
wait_queue_sleep_on() 将当前进程挂起,并设置挂起状态为PROC_UNINTERRUPTIBLE
wait_queue_sleep_on_unlock() 将当前进程挂起,并设置挂起状态为PROC_UNINTERRUPTIBLE。待当前进程被插入等待队列后,解锁给定的自旋锁
wait_queue_sleep_on_interriptible() 将当前进程挂起,并设置挂起状态为PROC_INTERRUPTIBLE

从等待队列唤醒一个进程

  您可以使用void wait_queue_wakeup(wait_queue_node_t * wait_queue_head, int64_t state);函数,从指定的等待队列中,唤醒第一个挂起时的状态与指定的state相同的进程。

  当没有符合条件的进程时,将不会唤醒任何进程,仿佛无事发生。