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与“等待”相关的api(rust语言)

  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。

1. WaitQueue等待队列

   WaitQueue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 WaitQueue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, WaitQueue是一个高效的解决方案。

1.1 WaitQueue的使用

   WaitQueue的使用非常简单,只需要三步:

  1. 初始化一个WaitQueue对象。
  2. 调用这个WaitQueue的挂起相关的API,将当前进程挂起。
  3. 当事件发生时,由另一个进程,调用这个WaitQueue的唤醒相关的API,唤醒一个进程。

  下面是一个简单的例子:

1.1.1 初始化一个WaitQueue对象

   WaitQueue对象的初始化非常简单,只需要调用WaitQueue::INIT即可。

let mut wq = WaitQueue::INIT;

1.1.2 挂起进程

   您可以这样挂起当前进程:

wq.sleep();

   当前进程会被挂起,直到有另一个进程调用了wq.wakeup()

1.1.3 唤醒进程

   您可以这样唤醒一个进程:

// 唤醒等待队列头部的进程(如果它的state & PROC_INTERRUPTIBLE 不为0)
wq.wakeup(PROC_INTERRUPTIBLE);

// 唤醒等待队列头部的进程(如果它的state & PROC_UNINTERRUPTIBLE 不为0)
wq.wakeup(PROC_UNINTERRUPTIBLE);

// 唤醒等待队列头部的进程(无论它的state是什么)
wq.wakeup((-1) as u64);

1.2 API

1.2.1 挂起进程

  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
sleep() 将当前进程挂起,并设置进程状态为PROC_INTERRUPTIBLE
sleep_uninterruptible() 将当前进程挂起,并设置进程状态为PROC_UNINTERRUPTIBLE
sleep_unlock_spinlock() 将当前进程挂起,并设置进程状态为PROC_INTERRUPTIBLE。待当前进程被插入等待队列后,解锁给定的自旋锁
sleep_unlock_mutex() 将当前进程挂起,并设置进程状态为PROC_INTERRUPTIBLE。待当前进程被插入等待队列后,解锁给定的Mutex
sleep_uninterruptible_unlock_spinlock() 将当前进程挂起,并设置进程状态为PROC_UNINTERRUPTIBLE。待当前进程被插入等待队列后,解锁给定的自旋锁
sleep_uninterruptible_unlock_mutex() 将当前进程挂起,并设置进程状态为PROC_UNINTERRUPTIBLE。待当前进程被插入等待队列后,解锁给定的Mutex

1.2.2 唤醒进程

  您可以使用wakeup(state)函数,唤醒等待队列中的第一个进程。如果这个进程的state与给定的state进行and操作之后,结果不为0,则唤醒它。

  返回值:如果有进程被唤醒,则返回true,否则返回false。

1.2.3 其它API

函数名 解释
len() 返回等待队列中的进程数量