## 5.4.?Completions 機制 內核編程的一個普通模式包括在當前線程之外初始化某個動作, 接著等待這個動作結束. 這個動作可能是創建一個新內核線程或者用戶空間進程, 對一個存在著的進程的請求, 或者一些基于硬件的動作. 在這些情況中, 很有誘惑去使用一個旗標來同步 2 個任務, 使用這樣的代碼: ~~~ struct semaphore sem; init_MUTEX_LOCKED(&sem); start_external_task(&sem); down(&sem); ~~~ 外部任務可以接著調用 up(??sem), 在它的工作完成時. 事實證明, 這種情況旗標不是最好的工具. 正常使用中, 試圖加鎖一個旗標的代碼發現旗標幾乎在所有時間都可用; 如果對旗標有很多競爭, 性能會受損并且加鎖方案需要重新審視. 因此旗標已經對"可用"情況做了很多的優化. 當用上面展示的方法來通知任務完成, 然而, 調用 down 的線程將幾乎是一直不得不等待; 因此性能將受損. 旗標還可能易于處于一個( 困難的 ) 競爭情況, 如果它們表明為自動變量以這種方式使用時. 在一些情況中, 旗標可能在調用 up 的進程用完它之前消失. 這些問題引起了在 2.4.7 內核中增加了 "completion" 接口. completion 是任務使用的一個輕量級機制: 允許一個線程告訴另一個線程工作已經完成. 為使用 completion, 你的代碼必須包含 <linux/completion.h>. 一個 completion 可被創建, 使用: ~~~ DECLARE_COMPLETION(my_completion); ~~~ 或者, 如果 completion 必須動態創建和初始化: ~~~ struct completion my_completion; /* ... */ init_completion(&my_completion); ~~~ 等待 completion 是一個簡單事來調用: ~~~ void wait_for_completion(struct completion *c); ~~~ 注意這個函數進行一個不可打斷的等待. 如果你的代碼調用 wait_for_completion 并且沒有人完成這個任務, 結果會是一個不可殺死的進程.[[18](#)] 另一方面, 真正的 completion 事件可能通過調用下列之一來發出: ~~~ void complete(struct completion *c); void complete_all(struct completion *c); ~~~ 如果多于一個線程在等待同一個 completion 事件, 這 2 個函數做法不同. complete 只喚醒一個等待的線程, 而 complete_all 允許它們所有都繼續. 在大部分情況下, 只有一個等待者, 這 2 個函數將產生一致的結果. 一個 completion 正常地是一個單發設備; 使用一次就放棄. 然而, 如果采取正確的措施重新使用 completion 結構是可能的. 如果沒有使用 complete_all, 重新使用一個 completion 結構沒有任何問題, 只要對于發出什么事件沒有模糊. 如果你使用 complete_all, 然而, 你必須在重新使用前重新初始化 completion 結構. 宏定義: ~~~ INIT_COMPLETION(struct completion c); ~~~ 可用來快速進行這個初始化. 作為如何使用 completion 的一個例子, 考慮 complete 模塊, 它包含在例子源碼里. 這個模塊使用簡單的語義定義一個設備: 任何試圖從一個設備讀的進程將等待(使用 wait_for_completion)直到其他進程向這個設備寫. 實現這個行為的代碼是: ~~~ DECLARE_COMPLETION(comp); ssize_t complete_read (struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *pos) { printk(KERN_DEBUG "process %i (%s) going to sleep\n",current->pid, current->comm); wait_for_completion(&comp); printk(KERN_DEBUG "awoken %i (%s)\n", current->pid, current->comm); return 0; /* EOF */ } ssize_t complete_write (struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *pos) { printk(KERN_DEBUG "process %i (%s) awakening the readers...\n", current->pid, current->comm); complete(&comp); return count; /* succeed, to avoid retrial */ } ~~~ 有多個進程同時從這個設備"讀"是有可能的. 每個對設備的寫將確切地使一個讀操作完成, 但是沒有辦法知道會是哪個. completion 機制的典型使用是在模塊退出時與內核線程的終止一起. 在這個原型例子里, 一些驅動的內部工作是通過一個內核線程在一個 while(1) 循環中進行的. 當模塊準備好被清理時, exit 函數告知線程退出并且等待結束. 為此目的, 內核包含一個特殊的函數給線程使用: ~~~ void complete_and_exit(struct completion *c, long retval); ~~~ [[18](#)] 在本書編寫時, 添加可中斷版本的補丁已經流行但是還沒有合并到主線中.