内核等待队列机制介绍

们两的差异只在那一行而已。

在 sched.c 里，SLEEP_ON_VAR 是一个 macro，其实它只是定义两个区域变量出来而已。

#defineSLEEP_ON_VAR\
unsigned long flags;\
struct wait_queue wait;

刚才我也说过，current 这个变量是指到目前正在执行的 process 的 task_struct 结构。所以 current->state = TASK_INTERRUPTIBLE 会设定在呼叫 interruptible_sleep_on() 的 process 身上。至于 SLEEP_ON_HEAD 做的事，则是将 current 的值放到 SLEEP_ON_VAR 宣告的 wait 变量里，并把 wait 放到 interruptible_sleep_on() 的参数所属的 wait_queue list 中。

#defineSLEEP_ON_HEAD\
wait.task = current;\
write_lock_irqsave(waitqueue_lock，flags);\
__add_wait_queue(p，wait);\
write_unlock(waitqueue_lock);

wait 是在 SLEEP_ON_VAR 中宣告的区域变量。其 task 字段被设成呼叫 interruptible_sleep_on() 的 process。至于 waitqueue_lock 这个变量是一个 spin lock。 waitqueue_lock 是用来确保同一时间只能有一个 writer。但同一时间则可以有好几个 reader。也就是说 waitqueue_lock 是用来保证 critical section 的 mutual exclusive access。

unsigned long flags;
write_lock_irqsave(waitqueue_lock，flags);
...critical section ...
write_unlock(waitqueue_lock)

学过 OS 的人应该知道 critical section 的作用是什么，如有需要，请自行参考 OS 参考书。在 critical section 里只做一件事，就是将 wait 这个区域变量放到 p 这个 wait_queue list 中。 p 是 user 在呼叫 interruptible_sleep_on() 时传进来的，它的型别是 struct wait_queue **。在此， critical section 只呼叫 __add_wait_queue()。

extern inline void __add_wait_queue(struct wait_queue ** p，
struct wait_queue * wait)
{
wait->next = *p ? : WAIT_QUEUE_HEAD(p);
*p = wait;
}

__add_wait_queue() 是一个inline function，定义在 中。WAIT_QUEUE_HEAD()是个很有趣的 macro，待会我们再讨论。现在只要知道它会传回这个 wait_queue 的开头就可以了。所以，__add_wait_queue() 的意思就是要把 wait 放到 p 所属的 wait_queue list 的开头。但是，大家还记得吗? 在上面的例子里，一开始我们是把 write_wq 设为 NULL。也就是说 *p 是 NULL。所以，当 *p 是 NULL 时,

wait->next = WAIT_QUEUE_HEAD(p)

是什么意思呢?

所以，现在，我们来看一下 WAIT_QUEUE_HEAD() 是怎么样的一个 macro，它是定义在 里。

#define WAIT_QUEUE_HEAD(x) ((struct wait_queue *)((x)-1))

x 型别是 struct wait_queue **，因为是一个 pointer，所以大小是 4 byte。因此，若 x 为 100 的话，那 ((x)-1) 就变成 96。如下图所示。 WAIT_QUEUE_HEAD(x) 其实会传回 96，而且将其转型为 struct wait_queue*，各位可以看看。原本的 wait_queue* 只配制在 100-104 之间。现在 WAIT_QUEUE_HEAD(x) 却直接传回96，但是 96-100 这块位置根本没有被我们配置起来。更妙的事。由于 x 是一个 wait_queue list 的开头，我们始终不会用到 96-100 这块，我们只会直接使用到 100-104 这块内存。这也算是 wait_queue 一项比较奇怪的 implementation 方式吧。下面有三张图，第一张表示我们宣告了一个 wait_queue* 的变量，地址在 100。另外还有一个 wait_queue 的变量，名叫 wait。第二张图是我们呼叫 interruptible_sleep_on() 之后得到的结果。第三张则是我们又宣告一个 wait_queue，名叫 ano_wait，将 ano_wait 放到 wait_queue list 后的结果就第三张图所显示的。http:/linuxfab.cx/Columns/10/wqq.GIF

在 interruptible_sleep_on() 中，当呼叫完 SLEEP_ON_HEAD 之后，目前的 process 就已经被放到 wait_queue 中了。接下来会直接呼叫 schedule()，这个 function 是用来做 scheduling 用的。current 所指到的 process 会被放到 scheduling queue 中等待被挑出来执行。执行完 schedule() 之后，current 就没办法继续执行了。而当 current 以后被 wake up 时，就会从 schedule() 之后，也就是从 SLEEP_ON_TAIL 开始执行。SLEEP_ON_TAIL 做的事刚好跟 SLEEP_ON_HEAD 相反，它会将此 process 从 wait_queue 中移除。

#defineSLEEP_ON_TAIL\
write_lock_irq(waitqueue_lock);\
__remove_wait_queue(p，wait);\
write_unlock_irqrestore(waitqueue_lock，flags);

跟 SLEEP_ON_HEAD 一样。SLEEP_ON_TAIL 也是利用 spin lock 包住一