LDD3之并发和竞态-completion(完成量)的学习和验证

首先说下测试环境：

        Linux2.6.32.2

        Mini2440开发板

        一开始难以理解书上的书面语言，这里《linux中同步例子(完成量completion)》举了一个公交车上司机和乘客的例子还不错，转过来：

       这是一个公交司机和售票员之间的线程调度，用于理解完成量，完成量是对信号量的一种补充，主要用于多处理器系统上发生的一种微妙竞争。在这里两个线程间同步，只有当售票员把门关了后，司机才能开动车，只有当司机停车后，售票员才能开门。

如果还是不能够理解就只能反复的调试程序了，现在就把书上的例子使用起来，编译出来completion.ko后进行如下步骤验证

# 1.插入内核模块

insmod completion.ko

# 2.查看申请的次设备号${MINOR}

cat /proc/devices | grep complete 

# 3.创建设备节点

mknod /dev/complete c ${MINOR} 0

# 4.首先开启一个终端查看内核信息输出

cat /proc/kmsg 

# 5.一个终端读,会睡眠

cat /dev/complete

# 6,另一个终端写

echo /dev/complete

# 7.查看输出

<7>[22050.937732] process 28852 (cat) going to sleep

<7>[22093.994805] process 28866 (bash) awakening the readers...

<7>[22093.994817] awoken 28852 (cat)

下面来验证LDD3上所说的：

1.wait_for_completion

        注意wait_for_completion执行会一个非中断的等待，如果没有人来完成该任务，则会产生一个不可杀的进程。

        验证：

        在运行了cat /dev/complete的时候就已经运行了wait_for_completion，并不运行写程序，看不杀的进程是会不会存在。

        通过尝试确实是终止不了。

        结论：wait_for_completion等待后如果没人处理任务，那么真的会产生一个不可杀的用户进程，所以这个要小心使用。

2.complete和complete_all

1)complete

        在执行第3步(最下)后，只有第2步的cat被唤醒，第1个还在睡眠。

    结论：和书的一样。

2)complete_all

        分了两种情况来测试：

a.init_completion + complete_all

        测试失败！和书上的不照！

b.DECLARE_COMPLETION + complete_all

        测试成功！

        结论：complete只会唤醒一个等待线程，complete_all会唤醒所有等待线程，前提是静态创建。

3.INIT_COMPLETION

        根据书上描述这个是和complet_all配合使用的，那么就测试一下驱动。

        结论：使用INIT_COMPLETION进行重新初始化后，完成量可以多次使用。

4.complete_and_exit

1).当内核准备清除该模块时，exit函数会告诉该线程退出并等待completion

        这段描述不理解，实验证明一下：

        不过看了原型，有点眉目了，这个函数是要添加到exit_xxx函数中的，也就是当没有完成时，是卸载不了的，但是为了卸载可以调用这个函数进行强制完成并卸载。检验一下，直接卸载：

        会像图中所示，提示“资源不可用！”。但如果在complete_cleanup中添加complete_and_exit后，同样是“资源不可用！”说明假设失败。

2).决定应用程序的退出码?

        同样假设失败，这里填写的是-1，但是应用程序退出码仍然是0.不过有一点是确实可以代替使用！

3).内核多进程中子进程的退出码

        驱动群中群主是这样说的。

        结论：由于多进程还没有掌握，这个先遗留下来，以后再来补充。

5.wait_for_completion_timeout

        结论：不可以被中断，到定时时间无人处理则自行结束。

6.wait_for_completion_interruptible

        这个并没有在LDD3中出现，但是很可以就是LDD3中注2中提到的可中断版本.

        结论：证实可以被ctrl+c中断，即用户空间的进程可以被杀死！

7.wait_for_completion_interruptible_timeout

        结论：10s后如果没有completion则自行中断。

8.wait_for_completion_killable

        从源码和实验结果上看不出和wait_for_completion_interruptible有任何区别，代码是前者使用的是TASK_INTERRUPTIBLE后者使用的是 TASK_KILLABLE。

        理论上：TASK_NTERRUPTIBLE 睡眠，可以被信号唤醒；TASK_KILLABLE睡眠 只能被致命信号唤醒。

        不过现在没有办法区别哪些是致命信号，哪些不是！ 

9.wait_for_completion_killable_timeout

        同样，从源码和实验结果上看不出和wait_for_completion_interruptible_timeout有任何区别，代码是前者使用的是TASK_INTERRUPTIBLE后者使用的是 TASK_KILLABLE。

10.try_wait_for_completion

        其返回值始终为0，不知道如何操作才用使其返回值为1.

        结论：完全不明白它存在的意义！

11. completion_done

        结论：无论有无等待者，判断出来的都是有！进程或者代码中都有把等待信息去掉都无济于事。