Linux驱动中实现进程间同步的几种方式

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问题:

现在在linux驱动中有这样一个需求:进程1在执行完某个操作之后,进程2才能执行后续的流程。实现方式有哪些?

回答:

在Linux驱动开发中,如果需要确保进程1在执行完某个操作之后,进程2才能执行后续的流程,可以考虑以下几种实现方式:

1. 使用互斥锁(Mutex)

互斥锁可以确保只有一个进程在某一时刻能够访问共享资源。进程1在操作开始时获取锁,操作完成后释放锁。进程2在开始操作前尝试获取锁,如果锁被占用则会阻塞,直到进程1释放锁。

#include <linux/mutex.h>

static DEFINE_MUTEX(my_mutex);

void process1_function(void) {
    mutex_lock(&my_mutex);
    // 执行操作
    mutex_unlock(&my_mutex);
}

void process2_function(void) {
    mutex_lock(&my_mutex);
    // 执行后续操作
    mutex_unlock(&my_mutex);
}

2. 使用信号量(Semaphore)

信号量可以用来控制多个进程对共享资源的访问。可以初始化一个信号量为0,进程1在操作完成后通过up操作增加信号量,进程2在开始操作前通过down操作等待信号量。

#include <linux/semaphore.h>

static DECLARE_SEMAPHORE(my_semaphore);

void process1_function(void) {
    // 执行操作
    up(&my_semaphore); // 增加信号量,通知进程2
}

void process2_function(void) {
    down(&my_semaphore); // 等待信号量
    // 执行后续操作
}

3. 使用完成量(Completion)

完成量是一个专门用于同步的机制,适用于一个进程等待另一个进程完成某个操作的场景。

#include <linux/completion.h>

static DECLARE_COMPLETION(my_completion);

void process1_function(void) {
    // 执行操作
    complete(&my_completion); // 通知进程2
}

void process2_function(void) {
    wait_for_completion(&my_completion); // 等待进程1完成
    // 执行后续操作
}

4. 使用等待队列(Wait Queue)

等待队列可以让进程在某个条件满足之前进入睡眠状态,条件满足后被唤醒。

#include <linux/wait.h>

static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(my_wait_queue);
static int condition = 0;

void process1_function(void) {
    // 执行操作
    condition = 1;
    wake_up(&my_wait_queue); // 唤醒等待队列中的进程
}

void process2_function(void) {
    wait_event(my_wait_queue, condition != 0); // 等待条件满足
    // 执行后续操作
}

5. 使用信号(Signal)

进程1可以向进程2发送信号,通知其操作完成。进程2可以通过信号处理函数来执行后续操作。

#include <linux/signal.h>
#include <linux/sched.h>

void process1_function(void) {
    // 执行操作
    send_sig(SIGUSR1, process2_task_struct, 0); // 向进程2发送信号
}

void process2_signal_handler(int signum) {
    if (signum == SIGUSR1) {
        // 执行后续操作
    }
}

void process2_function(void) {
    signal(SIGUSR1, process2_signal_handler); // 注册信号处理函数
    // 其他操作
}

选择哪种方式取决于具体的需求和场景。对于简单的同步需求,互斥锁和信号量通常是比较常用的选择。对于更复杂的同步需求,可以考虑使用完成量或等待队列。