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linux 内核线程

2013年10月15日 ⁄ 综合 ⁄ 共 4865字 ⁄ 字号 评论关闭

函数说明:

 

kthread_create:创建线程。

struct task_struct *kthread_create(int (*threadfn)(void *data),void *data,const char *namefmt, ...);

线程创建后,不会马上运行,而是需要将kthread_create() 返回的task_struct指针传给wake_up_process(),然后通过此函数运行线程。

 

kthread_run :创建并启动线程的函数:

struct task_struct *kthread_run(int (*threadfn)(void *data),void *data,const char *namefmt, ...);

kthread_stop:通过发送信号给线程,使之退出。

int kthread_stop(struct task_struct *thread);
线程一旦启动起来后,会一直运行,除非该线程主动调用do_exit函数,或者其他的进程调用kthread_stop函数,结束线程的运行。

但如果线程函数正在处理一个非常重要的任务,它不会被中断的。当然如果线程函数永远不返回并且不检查信号,它将永远都不会停止。

#include <linux/kthread.h>
#include <linux/module.h>

#ifndef SLEEP_MILLI_SEC   
#define SLEEP_MILLI_SEC(nMilliSec)/
do { /
long timeout = (nMilliSec) * HZ / 1000; /
while(timeout > 0) /
{ /
timeout = schedule_timeout(timeout); /
} /
}while(0);
#endif


static struct task_struct * MyThread = NULL;
static int MyPrintk(void *data)
{
	char *mydata = kmalloc(strlen(data)+1,GFP_KERNEL);
	memset(mydata,'/0',strlen(data)+1);
	strncpy(mydata,data,strlen(data));
	while(!kthread_should_stop())
	{
		SLEEP_MILLI_SEC(1000);
		printk("%s/n",mydata);
	}
	kfree(mydata);
	return 0;
}


static int __init init_kthread(void)
{
	MyThread = kthread_run(MyPrintk,"hello world","mythread");
	return 0;
}

static void __exit exit_kthread(void)
{
	if(MyThread)
	{
		printk("stop MyThread/n");
		kthread_stop(MyThread);
	}
}

module_init(init_kthread);
module_exit(exit_kthread);


MODULE_AUTHOR("YaoGang");

这个内核线程的作用就是每隔一秒打印一个“hello world”。

值得一提的是kthread_should_stop函数,我们需要在开启的线程中嵌入该函数,否则kthread_stop是不起作用的。

内核经常需要在后台执行一些操作,这种任务就可以通过内核线程(kernlethread)完成--独立运行在内核空间的标准进程。内核线程和普通的进程间的区别在于内核线程没有独立的地址空间,mm指针被设置为NULL;它只在内核空间运行,从来不切换到用户空间去;并且和普通进程一样,可以被调度,也可以被抢占。实际上,内核线程只能由其他内核线程创建,在现有的内核线程中创建一个新的内核线程的方法:

kthread_create:创建线程。
struct task_struct *kthread_create(int (*threadfn)(void *data),void *data,const char *namefmt, ...);
线程创建后,不会马上运行,而是需要将kthread_create() 返回的task_struct指针传给wake_up_process(),然后通过此函数运行线程。
kthread_run :创建并启动线程的函数:
struct task_struct *kthread_run(int (*threadfn)(void *data),void *data,const char *namefmt, ...);
kthread_stop:通过发送信号给线程,使之退出。
int kthread_stop(struct task_struct *thread);
线程一旦启动起来后,会一直运行,除非该线程主动调用do_exit函数,或者其他的进程调用kthread_stop函数,结束线程的运行。
但如果线程函数正在处理一个非常重要的任务,它不会被中断的。当然如果线程函数永远不返回并且不检查信号,它将永远都不会停止。

1.      头文件

#include<linux/sched.h>  //wake_up_process()

#include<linux/kthread.h>//kthread_create()kthread_run()

#include <err.h>//IS_ERR()PTR_ERR()

2.      实现

2.1创建线程

kernelthread可以用kernel_thread创建,但是在执行函数里面必须用daemonize释放资源并挂到init下,还需要用completion等待这一过程的完成。为了简化操作kthread_create闪亮登场。

在模块初始化时,可以进行线程的创建。使用下面的函数和宏定义:

struct task_struct*kthread_create(int (*threadfn)(void *data),

                          
void*data,

                          
const charnamefmt[], ...);

kthread_create源码详解见http://blog.sina.com.cn/s/blog_6237dcca0100gq67.html


#define kthread_run(threadfn,data, namefmt,...)                   \

({                                                          \

   struct task_struct*__k                                      \

          = kthread_create(threadfn, data, namefmt, ## __VA_ARGS__);\

   if(!IS_ERR(__k))                                      \

          wake_up_process(__k);                              \

   __k;                                                   \

})

例如:

staticstruct task_struct *test_task;

staticint test_init_module(void)

{

   int err;

   test_task = kthread_create(test_thread, NULL,"test_task");

   if(IS_ERR(test_task)){

     printk("Unable to start kernel thread.\n");

     err = PTR_ERR(test_task);

     test_task = NULL;

     return err;

   }

   wake_up_process(test_task);

   return 0;

}

       module_init(test_init_module);

2.2线程函数

在线程函数里,完成所需的业务逻辑工作。主要框架如下所示:

int threadfunc(void*data){

       

       while(1){

              set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);

              if(kthread_should_stop()) break;

              if(){//条件为真

                     //进行业务处理

              }

              else{//条件为假

                     //让出CPU运行其他线程,并在指定的时间内重新被调度

                     schedule_timeout(HZ);

              }

       }

       

       return 0;

}

2.3结束线程

在模块卸载时,可以结束线程的运行。使用下面的函数:

int kthread_stop(struct task_struct*k);

例如:

             staticvoid
test_cleanup_module(void)

{

          if(test_task){

              kthread_stop(test_task);

              test_task = NULL;

          }

}

module_exit(test_cleanup_module);

3.      注意事项

(1)      在调用kthread_stop函数时,线程函数不能已经运行结束。否则,kthread_stop函数会一直进行等待。

(2)      线程函数必须能让出CPU,以便能运行其他线程。同时线程函数也必须能重新被调度运行。在例子程序中,这是通过schedule_timeout()函数完成的。

4性能测试

可以使用top命令来查看线程(包括内核线程)的CPU利用率。命令如下:

      top –p线程号

可以使用下面命令来查找线程号:

      ps aux|grep线程名

      注:线程名由kthread_create函数的第三个参数指定。

Ubuntu环境下如何显示printk的输出 

在Linux中,驱动程序工作在内核态,内核与用户之间的交互是通过控制台(dev/console)实现的,控制台与终端的概念对于我们“年轻人”来说是容易混淆的,我本人到现在也不是彻底搞明白(菜鸟啊)。内核打印函数printk的输出被定向到文件 /dev/console,但是在Ubuntu环境中,我们使用的通常是虚拟终端 /dev/pts/n。其中n为虚拟终端的编号,如果你当前打开了第3个虚拟终端,那么第3个终端的对应的设备文件即为 /dev/pts/3。可以通过命令tty查看当前终端所对应的设备文件。
        在弄清楚了上述概念之后,就不难明白为什么平时在图形界面终端(虚拟终端)下调试驱动程序时printk的输出都看不到了。有两种比较简单的方法可以查看驱动的输出信息,如下所示。

方法一:dmesg命令
说明:采用该方法的缺点是需要每次手动执行命令查看消息。

方法二:cat /proc/kmsg &
说明:别忘记在命令参数最后加个与号 & 让cat命令工作在后台。采用该方法的优点是只要驱动有消息输出马上就会在终端看到。

:此处只给出解决方法(策略)而非原理(机制)。

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