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Linux模块编程

2011-10-06 分类：Linux运维 阅读(199) 评论(0)

在达到能直接修改linux内核的程度之前，我们写的代码都需要以模块的方式添加到内核中去运行。本节就介绍最简单的模块编写和加载方法。


1、首先创建一个目录modules，以存放以后编写的模块。再在其下创建一个子目录hello，最为本节创建模块的位置。


2、编写源文件hello.c，代码如下。


  1. #include <linux/init.h>   
  2. #include <linux/module.h>   
  3.   
  4. MODULE_LICENSE(“Dual BSD/GPL”);  
  5.   
  6. static int hello_init(void)  
  7. {  
  8.     printk(KERN_INFO “Hello, world!\n”);  
  9.     return 0;  
  10. }  
  11.   
  12. static void hello_exit()  
  13. {  
  14.     printk(KERN_INFO “Hello, exit!\n”);  
  15. }  
  16.   
  17. module_init(hello_init);  
  18. module_exit(hello_exit);  

3、编写Makefile文件，如下。


  1. KERNEL_DIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/build  
  2. PWD := $(shell pwd)  
  3.   
  4. module-objs := hello.o  
  5.   
  6. obj-m := module.o  
  7.   
  8. default:  
  9.     $(MAKE) -C $(KERNEL_DIR) M=$(PWD) modules 

这里先把hello.c编译为hello.o，再把hello.o合并到module.o，最后生成可加载模块module.ko。其实也可以不通过module.o，直接用hello.o生成可加载模块。只是linux习惯的做法是先把所有的目标文件合并到一个目标文件，再进行其它操作。 


4、编译并加载模块。


  1.      $make   

编译生成module.ko


  1.      $sudo insmod module.ko  

将module.ko加入内核模块


  1.       $lsmod  

查看已加载的模块列表，包括module模块


  1.       $sudo rmmod module  

      卸载module模块


  1.       $dmesg | less  
打印最近的5条记录，会看到在hello_init和hello_exit中打印的信息。  

现在我们已经完全了解了模块编译加载的流程，相当于打开了进入内核的大门。以后会接触到越来越多的内核API，我们能做的事也会越来越多。

上节中，我们成功地编译运行了一个linux模块。可惜的是，它只有两个函数，hello_init在模块加载时调用，hello_exit 在模块卸载时调用。这样下去，模块纵使有天大的本事，也只能压缩在这两个函数中。为了避免这种悲剧发生，本节就来学习一种让模块在加载后能一直运行下去的方法——内核线程。

要创建一个内核线程有许多种方法，我们这里要学的是最简单的一种。打开include/linux/kthread.h，你就看到了它全部的API，一共三个函数。


  1. struct task_struct kthread_run(int (*threadfn)(void *data),  

  2.     void *data, const char namefmt[],…);  

  3. int kthread_stop(struct task_struct *k);  

  4. int kthread_should_stop(void);  

      kthread_run()负责内核线程的创建，参数包括入口函数threadfn，参数data，线程名称namefmt。可以看到线程的名字可以是类似sprintf方式组成的字符串。如果实际看到kthread.h文件，就会发现kthread_run实际是一个宏定义，它由kthread_create()和wake_up_process()两部分组成，这样的好处是用kthread_run()创建的线程可以直接运行，使用方便。


      kthread_stop()负责结束创建的线程，参数是创建时返回的task_struct指针。kthread设置标志should_stop，并等待线程主动结束，返回线程的返回值。线程可能在kthread_stop()调用前就结束。（经过实际验证，如果线程在kthread_stop()调用之前就结束，之后kthread_stop()再调用会发生可怕地事情—调用kthread_stop()的进程crash！！之所以如此，是由于kthread实现上的弊端，之后会专门写文章讲到）


      kthread_should_stop()返回should_stop标志。它用于创建的线程检查结束标志，并决定是否退出。线程完全可以在完成自己的工作后主动结束，不需等待should_stop标志。


 


    下面就来尝试一下运行不息的内核线程吧。


1、把上节建立的hello子目录，复制为新的kthread子目录。


 


2、修改hello.c，使其内容如下。


  1. #include <linux/init.h>   

  2. #include <linux/module.h>   

  3. #include <linux/kthread.h>   

  4.   

  5. MODULE_LICENSE(“Dual BSD/GPL”);  

  6.   

  7. static struct task_struct *tsk;  

  8.   

  9. static int thread_function(void *data)  

  10. {  

  11.     int time_count = 0;  

  12.     do {  

  13.         printk(KERN_INFO “thread_function: %d times”, ++time_count);  

  14.         msleep(1000);  

  15.     }while(!kthread_should_stop() && time_count<=30);  

  16.     return time_count;  

  17. }  

  18.   

  19. static int hello_init(void)  

  20. {  

  21.     printk(KERN_INFO “Hello, world!\n”);  

  22.   

  23.     tsk = kthread_run(thread_function, NULL, “mythread%d”, 1);  

  24.     if (IS_ERR(tsk)) {  

  25.         printk(KERN_INFO “create kthread failed!\n”);  

  26.     }  

  27.     else {  

  28.         printk(KERN_INFO “create ktrhead ok!\n”);  

  29.     }  

  30.     return 0;  

  31. }  

  32.   

  33. static void hello_exit(void)  

  34. {  

  35.     printk(KERN_INFO “Hello, exit!\n”);  

  36.     if (!IS_ERR(tsk)){  

  37.         int ret = kthread_stop(tsk);  

  38.         printk(KERN_INFO “thread function has run %ds\n”, ret);  

  39.     }  

  40. }  

  41.   

  42. module_init(hello_init);  

  43. module_exit(hello_exit);  

为了不让创建的内核线程一直运行浪费CPU，代码中采用周期性延迟的方式，每次循环用msleep(1000)延迟1s。为了防止线程一直运行下去，代码中使用了两个结束条件：一个是模块要求线程结束，一个是打印满一定次数，后者是为了防止printk输出信息太多。最后在hello_exit中结束线程，并打印线程运行的时间。


这里要注意的是kthread_run的返回值tsk。不能用tsk是否为NULL进行检查，而要用IS_ERR()宏定义检查，这是因为返回的是错误码，大致从0xfffff000~0xffffffff。 


3、编译运行模块，步骤参照前例。在运行过程中使用ps -e命令，可以看到有名字位mythread1的内核线程在运行。 


经过本节，我们学习了内核线程的创建使用方法，现在要创建一大堆的线程在内核中已经易如反掌。你会逐渐相信，我们模块的拓展空间是无限的。 


附注：


      我们的重��在模块编程，不断学习内核API的使用。但如果能知其然，而知其所以然就更好了。所以有了文章后的附注部分。在附注部分，我们会尽量解释内核API的实现原理，对相关linux内核代码做简单的分析，以帮助大家学习理解相关的代码。分析的代码包含在linux-2.6.32中，但这些代码在相近版本中都变化不大。作者水平有限，请大家见谅。


      kthread的实现在kernel/kthread.c中，头文件是include/linux/kthread.h。内核中一直运行一个线程kthreadd，它运行kthread.c中的kthreadd函数。在kthreadd()中，不断检查一个kthread_create_list链表。kthread_create_list中的每个节点都是一个创建内核线程的请求，kthreadd()发现链表不为空，就将其第一个节点退出链表，并调用create_kthread()创建相应的线程。create_kthread()则进一步调用更深层的kernel_thread()创建线程，入口函数设在kthread()中。


      外界调用kthread_run创建运行线程。kthread_run是个宏定义，首先调用kthread_create()创建线程，如果创建成功，再调用wake_up_process()唤醒新创建的线程。kthread_create()根据参数向kthread_create_list中发送一个请求，并唤醒kthreadd，之后会调用wait_for_completion(&create.done)等待线程创建完成。新创建的线程开始运行后，入口在kthread()，kthread()调用complete(&create->done)唤醒阻塞的模块进程，并使用schedule()调度出去。kthread_create()被唤醒后，设置新线程的名称，并返回到kthread_run中。kthread_run调用wake_up_process()重新唤醒新创建线程，此时新线程才开始运行kthread_run参数中的入口函数。


      外界调用kthread_stop()删除线程。kthread_stop首先设置结束标志should_stop，然后调用wake_for_completion(&kthread->exited)上，这个其实是新线程task_struct上的vfork_done，会在线程结束调用do_exit()时设置。

上节中我们已经掌握了创建大量内核线程的能力，可惜线程之间还缺乏配合。要知道学习ITC(inter thread communication)，和学习IPC(inter process communication)一样，不是件简单的事情。本节就暂且解释一种最简单的线程同步手段—completion。

打开include/linux/completion.h，你就会看到completion使用的全部API。这里简单介绍一下。


  1. struct completion{  
  2.     unsigned int done;  
  3.     wait_queue_head_t wait;  
  4. };  
  5.   
  6. void init_completion(struct completion *x);  
  7. void wait_for_completion(struct completion *x);  
  8. void wait_for_completion_interruptible(struct completion *x);  
  9. void wait_for_completion_killable(struct completion *x);  
  10. unsigned long wait_for_completion_timeout(struct completion *x,   
  11.     unsigned long timeout);  
  12. unsigned long wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,   
  13.     unsigned long timeout);  
  14. bool try_wait_for_completion(struct completion *x);  
  15. bool completion_done(struct completion *x);  
  16. void complete(struct completion *x);  
  17. void complete_all(struct completion *x);  


       首先是struct completion的结构，由一个计数值和一个等待队列组成。我们就大致明白，completion是类似于信号量的东西，用completion.done来表示资源是否可用，获取不到的线程会阻塞在completion.wait的等待队列上，直到其它线程释放completion。这样理解在实现上不错，但我认为completion不是与具体的资源绑定，而是单纯作为一种线程间同步的机制，它在概念上要比信号量清晰得多。以后会逐渐看到，线程间事件的同步大多靠completion，而资源临界区的保护大多靠信号量。所以说，completion是一种线程间的约会。


           init_completion初始化completion结构。初此之外，linux当然还有在定义变量时初始化的方法，都在completion.h中。


      wait_for_completion等待在completion上。如果加了interruptible，就表示线程等待可被外部发来的信号打断；如果加了killable，就表示线程只可被kill信号打断；如果加了timeout，表示等待超出一定时间会自动结束等待，timeout的单位是系统所用的时间片jiffies(多为1ms)。


      try_wait_for_completion则是非阻塞地获取completion。它相当于wait_for_completion_timeout调用中的timeout值为0。


      completion_done检查是否有线程阻塞在completion上。但这个API并不准确，它只是检查completion.done是否为0，为0则认为有线程阻塞。这个API并不会去检查实际的等待队列，所以用时要注意。


      complete唤醒阻塞在completion上的首个线程。


      complete_all唤醒阻塞在completion上的所有线程。它的实现手法很粗糙，把completion.done的值设为UINT_MAX/2，自然所有等待的线程都醒了。所以如果complete_all之后还要使用这个completion，就要把它重新初始化。


 


      好，completion介绍完毕，下面就来设计我们的模块吧。


      我们模拟5个周期性线程的运行。每个周期性线程period_thread的周期各不相同，但都以秒为单位，有各自的completion变量。period_thread每个周期运行一次，然后等待在自己的completion变量上。为了唤醒period_thread，我们使用一个watchdog_thread来模拟时钟，每隔1s watchdog_thread就会检查哪个period_thread下一周期是否到来，并用相应的completion唤醒线程。


下面就动手实现吧。


1、把上节建立的kthread子目录，复制为新的completion子目录。


2、修改hello.c，使其内容如下。


  1. #include <linux/init.h>   
  2. #include <linux/module.h>   
  3. #include <linux/kthread.h>   
  4. #include <linux/completion.h>   
  5.   
  6. MODULE_LICENSE(“Dual BSD/GPL”);  
  7.   
  8. #define PERIOD_THREAD_NUM 5   
  9.   
  10. static int periods[PERIOD_THREAD_NUM] =   
  11.     { 1, 2, 4, 8, 16 };  
  12.   
  13. static struct task_struct *period_tsks[PERIOD_THREAD_NUM];  
  14.   
  15. static struct task_struct watchdog_tsk;  
  16.   
  17. static struct completion wakeups[PERIOD_THREAD_NUM];  
  18.   
  19.   
  20. static int period_thread(void *data)  
  21. {  
  22.     int k = (int)data;  
  23.     int count = -1;  
  24.   
  25.     do{  
  26.         printk(“thread%d: period=%ds, count=%d\n”, k, periods[k], ++count);  
  27.         wait_for_completion(&wakeups[k]);  
  28.     }while(!kthread_should_stop());  
  29.     return count;  
  30. }  
  31.   
  32. static int watchdog_thread(void *data)  
  33. {  
  34.     int k;  
  35.     int count = 0;  
  36.       
  37.     do{  
  38.         msleep(1000);  
  39.         count++;  
  40.         for(k=0; k<PERIOD_THREAD_NUM; k++){  
  41.             if (count%periods[k] == 0)  
  42.                 complete(&wakeups[k]);  
  43.         }  
  44.     }while(!kthread_should_stop());  
  45.     return count;  
  46. }  
  47.   
  48. static int hello_init(void)  
  49. {  
  50.     int k;  
  51.   
  52.     printk(KERN_INFO “Hello, world!\n”);  
  53.   
  54.     for(k=0; k<PERIOD_THREAD_NUM; k++){  
  55.         init_completion(&wakeups[k]);  
  56.     }  
  57.   
  58.     watchdog_tsk = kthread_run(watchdog_thread, NULL, “watchdog_thread”);  
  59.   
  60.     if(IS_ERR(watchdog_tsk)){  
  61.         printk(KERN_INFO “create watchdog_thread failed!\n”);  
  62.         return 1;  
  63.     }  
  64.   
  65.     for(k=0; k<PERIOD_THREAD_NUM; k++){  
  66.         period_tsks[k] = kthread_run(period_thread, (void*)k, “period_thread%d”, k);  
  67.         if(IS_ERR(period_tsks[k]))  
  68.             printk(KERN_INFO “create period_thread%d failed!\n”, k);  
  69.     }  
  70.     return 0;  
  71. }  
  72.   
  73. static void hello_exit(void)  
  74. {  
  75.     int k;  
  76.     int count[5], watchdog_count;  
  77.   
  78.     printk(KERN_INFO “Hello, exit!\n”);  
  79.     for(k=0; k<PERIOD_THREAD_NUM]; k++){  
  80.         count[k] = 0;  
  81.         if(!IS_ERR(period_tsks[k]))  
  82.             count[k] = kthread_stop(period_tsks[k]);  
  83.     }  
  84.     watchdog_count = 0;  
  85.     if(!IS_ERR(watchdog_tsk))  
  86.         watchdog_count = kthread_stop(watchdog_tsk);  
  87.   
  88.     printk(“running total time: %ds\n”, watchdog_count);  
  89.     for(k=0; k<PERIOD_THREAD_NUM; k++)  
  90.         printk(“thread%d: period %d, running %d times\n”, k, periods[k], count[k]);  
  91. }  
  92.   
  93. module_init(hello_init);  
  94. module_exit(hello_exit);  

3、编译运行模块，步骤参照前例。为保持模块的简洁性，我们仍然使用了kthread_stop结束线程，这种方法虽然简单，但在卸载模块时等待时间太长，而且这个时间会随线程个数和周期的增长而增长。 


4、使用统一的exit_flag标志来表示结束请求，hello_exit发送completion信号给所有的周期线程，最后调用kthread_stop来回收线程返回值。这样所有的周期线程都是在被唤醒后看到exit_flag，自动结束，卸载模块时间大大缩短。下面是改进过后的hello.c，之前的那个姑且叫做hello-v1.c好了。


  1. #include <linux/init.h>   
  2. #include <linux/module.h>   
  3. #include <linux/kthread.h>   
  4. #include <linux/completion.h>   
  5.   
  6. MODULE_LICENSE(“Dual BSD/GPL”);  
  7.   
  8. #define PERIOD_THREAD_NUM 5   
  9.   
  10. static int periods[PERIOD_THREAD_NUM] =   
  11.     { 1, 2, 4, 8, 16 };  
  12.   
  13. static struct task_struct *period_tsks[PERIOD_THREAD_NUM];  
  14.   
  15. static struct task_struct watchdog_tsk;  
  16.   
  17. static struct completion wakeups[PERIOD_THREAD_NUM];  
  18.   
  19. static int exit_flag = 0;  
  20.   
  21. static int period_thread(void *data)  
  22. {  
  23.     int k = (int)data;  
  24.     int count = -1;  
  25.   
  26.     do{  
  27.         printk(“thread%d: period=%ds, count=%d\n”, k, periods[k], ++count);  
  28.         wait_for_completion(&wakeups[k]);  
  29.     }while(!exit_flag);  
  30.     return count;  
  31. }  
  32.   
  33. static int watchdog_thread(void *data)  
  34. {  
  35.     int k;  
  36.     int count = 0;  
  37.       
  38.     do{  
  39.         msleep(1000);  
  40.         count++;  
  41.         for(k=0; k<PERIOD_THREAD_NUM; k++){  
  42.             if (count%periods[k] == 0)  
  43.                 complete(&wakeups[k]);  
  44.         }  
  45.     }while(!exit_flag);  
  46.     return count;  
  47. }  
  48.   
  49. static int hello_init(void)  
  50. {  
  51.     int k;  
  52.   
  53.     printk(KERN_INFO “Hello, world!\n”);  
  54.   
  55.     for(k=0; k<PERIOD_THREAD_NUM; k++){  
  56.         init_completion(&wakeups[k]);  
  57.     }  
  58.   
  59.     watchdog_tsk = kthread_run(watchdog_thread, NULL, “watchdog_thread”);  
  60.   
  61.     if(IS_ERR(watchdog_tsk)){  
  62.         printk(KERN_INFO “create watchdog_thread failed!\n”);  
  63.         return 1;  
  64.     }  
  65.   
  66.     for(k=0; k<PERIOD_THREAD_NUM; k++){  
  67.         period_tsks[k] = kthread_run(period_thread, (void*)k, “period_thread%d”, k);  
  68.         if(IS_ERR(period_tsks[k]))  
  69.             printk(KERN_INFO “create period_thread%d failed!\n”, k);  
  70.     }  
  71.     return 0;  
  72. }  
  73.   
  74. static void hello_exit(void)  
  75. {  
  76.     int k;  
  77.     int count[5], watchdog_count;  
  78.   
  79.     printk(KERN_INFO “Hello, exit!\n”);  
  80.     exit_flag = 1;  
  81.     for(k=0; k<PERIOD_THREAD_NUM]; k++)  
  82.         complete_all(&wakeups[k]);  
  83.   
  84.     for(k=0; k<PERIOD_THREAD_NUM]; k++){  
  85.         count[k] = 0;  
  86.         if(!IS_ERR(period_tsks[k]))  
  87.             count[k] = kthread_stop(period_tsks[k]);  
  88.     }  
  89.     watchdog_count = 0;  
  90.     if(!IS_ERR(watchdog_tsk))  
  91.         watchdog_count = kthread_stop(watchdog_tsk);  
  92.   
  93.     printk(“running total time: %ds\n”, watchdog_count);  
  94.     for(k=0; k<PERIOD_THREAD_NUM; k++)  
  95.         printk(“thread%d: period %d, running %d times\n”, k, periods[k], count[k]);  
  96. }  
  97.   
  98. module_init(hello_init);  
  99. module_exit(hello_exit);  

5、编译运行改进过后的模块。可以看到模块卸载时间大大减少，不会超过1s。


经过本节，我们学会了一种内核线程间同步的机制—completion。线程们已经开始注意相互配合，以完成复杂的工作。相信它们会越来越聪明的。



附注：


completion的实现在kernel/sched.c中。这里的每个API都较短，实现也较为简单。completion背后的实现机制其实是等待队列。等待队列的实现会涉及到较多的调度问题，这里先简单略过。

通过之前几节，我们已经了解了内核线程的创建方法kthread，内核同步的工具completion。现在我们就来学学内核线程传递消息的方法list。或许大家会说，list不是链表吗。不错，list是链表，但它可以变成承担消息传递的消息队列。消息的发送者把消息放到链表上，并通过同步工具（如completion）通知接收线程，接收线程再从链表上取回消息，就这么简单。linux内核或许没有给我们定制好的东西，但却给了我们可随意变换的、基础的工具，把这些工具稍加组合就能完成复杂的功能。list又是这些万能工具中最常用的。

前面两篇文章的惯例是先对新增的功能做出介绍，并解释要用到的API。但我感觉这种既要解释原理，又要分析代码，又要写应用样例的十全文章，写起来实在吃力，而且漏洞百出。与其如此，我还不如把两部分分开，这里的模块编程就专心设计模块，编写内核API的组合使用样例；而原理介绍、API代码分析的部分，会转到linux内核部件分析的部分。这样我一方面能安心设计样例，一方面能把API介绍地更全面一些。


模块设计

本模块目的是展示list作为消息队列使用时的情况。所以会创建一个全局链表work_list，定义一种消息的结构struct work_event，并创建两个内核线程work_thread和watchdog_thread。work_thread是消息的接收者，它循环检查work_list，如果其上有消息，就将其取出并执行，否则阻塞。watchdog_thread是消息的发送者，它周期性地发送消息到work_list，并唤醒work_thread。 


模块实现

1、建立list子目录。


2、编写list.c，使其内容如下。


  1. #include <linux/init.h>   

  2. #include <linux/module.h>   

  3. #include <linux/list.h>   

  4. #include <linux/completion.h>   

  5. #include <linux/kthread.h>   

  6.   

  7. MODULE_LICENSE(“Dual BSD/GPL”);  

  8.   

  9. static struct task_struct *work_tsk;  

  10.   

  11. static struct task_struct *watchdog_tsk;  

  12.   

  13. static DECLARE_SPINLOCK(work_list_lock);  

  14.   

  15. static LIST_HEAD(work_list);  

  16.   

  17. static DECLARE_COMPLETION(work_wait);  

  18.   

  19. enum WORK_EVENT_TYPE {  

  20.     EVENT_TIMER,  

  21.     EVENT_EXIT  

  22. };  

  23.   

  24. struct work_event {  

  25.     enum WORK_EVENT_TYPE type;  

  26.     int need_free;  

  27.     list_head list;  

  28. };  

  29.   

  30. static int work_thread(void *data)  

  31. {  

  32.     int count = 0;  

  33.   

  34.     while(1){  

  35.         if(list_empty(&work_list))  

  36.             wait_for_completion(&work_wait);  

  37.         spin_lock(&work_list_lock);  

  38.         while(!list_empty(&work_list)){  

  39.             struct work_event *event;  

  40.             event = list_entry(work_list.next, struct work_event, list);  

  41.             list_del(&event->list);  

  42.             spin_unlock(&work_list_lock);  

  43.   

  44.             if(event->type == EVENT_TIMER){  

  45.                 printk(KERN_INFO “event timer: count = %d\n”, ++count);  

  46.             }  

  47.             else if (event->type == EVENT_EXIT){  

  48.                 if(event->need_free)  

  49.                     kfree(event);  

  50.                 goto exit;  

  51.             }  

  52.               

  53.             if(event->need_free)  

  54.                 kfree(event);  

  55.             spin_lock(&work_list_lock);  

  56.         }  

  57.     }  

  58. exit:  

  59.     return count;  

  60. }  

  61.   

  62. static int watchdog_thread(void *data)  

  63. {  

  64.     int count = 0;  

  65.     while(!kthread_should_stop()){  

  66.         msleep(1000);  

  67.         count++;  

  68.         if(count%5 == 0){  

  69.             struct work_event *event;  

  70.             event = kmalloc(sizeof(struct work_event), GFP_KERNEL);  

  71.             if(event == NULL){  

  72.                 printk(KERN_INFO “watchdog_thread: kmalloc failed!\n”);  

  73.                 break;  

  74.             }  

  75.             event->type = EVENT_TIMER;  

  76.             event->need_free = 1;  

  77.             spin_lock(&work_list_lock);  

  78.             list_add_tail(&event->list, &work_list);  

  79.             spin_unlock(&work_list_lock);  

  80.             complete(&work_wait);  

  81.         }  

  82.     }  

  83.     return count;  

  84. }  

  85.   

  86. static int list_init()  

  87. {  

  88.     printk(KERN_INFO “list_init()\n”);  

  89.   

  90.     watchdog_tsk = kthread_run(watchdog_thread, NULL, “watchdog_thread”);  

  91.     if(IS_ERR(watchdog_tsk))  

  92.         goto err1;  

  93.   

  94.     work_tsk = kthread_run(work_thread, NULL, “work_thread”);  

  95.     if(IS_ERR(work_tsk))  

  96.         goto err2;  

  97.       

  98.     return 0;  

  99.   

  100. err2:  

  101.     kthread_stop(watchdog_tsk);  

  102. err1:  

  103.     return 1;  

  104. }  

  105.   

  106. static void list_exit()  

  107. {  

  108.     printk(KERN_INFO “list_exit()\n”);  

  109.   

  110.     if(!IS_ERR(watchdog_tsk)){  

  111.         int count = kthread_stop(watchdog_tsk);  

  112.         printk(KERN_INFO “watchdog_thread: running for %ss\n”, count);  

  113.     }  

  114.     if(!IS_ERR(work_tsk)){  

  115.         get_task_struct(&work_tsk);  

  116.         struct work_event event;  

  117.         event.type = EVENT_EXIT;  

  118.         event.need_free = 0;  

  119.         spin_lock(&work_list_lock);  

  120.         list_add(&event.list, &work_list);  

  121.         spin_unlock(&work_list_lock);  

  122.         complete(&work_wait);  

  123.           

  124.         int count = kthread_stop(work_tsk);  

  125.         printk(KERN_INFO “work_thread: period 5s, running %d times\n”, count);  

  126.     }  

  127. }  

  128.   

  129. module_init(list_init);  

  130. module_exit(list_exit);  

整个模块较为简单，work_thread只是接收work_list中的消息并处理，所以在list_exit退出时也要给它发EVENT_EXIT类型的消息，使其退出。至于在list_exit发消息之前调用的get_task_struct，实在是无奈之举。因为我们发送EVENT_EXIT消息后work_thread会在kthread_stop调用前就马上结束，导致之后的kthread_stop错误。所以要先get_task_struct防止work_thread退出后释放任务结构中的某些内容，虽然有对应的put_task_struct，但我们并未使用，因为put_task_struct并未引出到符号表。当然，这种情况只是一时之举，等我们学习了更强大的线程同步机制，或者更灵活的线程管理方法，就能把代码改得更流畅。


      注意到代码中使用spin_lock/spin_unlock来保护work_list。如果之前不了解spin_lock，很容易认为它不足以保护。实际上spin_lock不止是使用自旋锁，在此之前还调用了preempt_disable来禁止本cpu任务调度。只要同步行为只发生在线程之间，spin_lock就足以保护，如果有中断或者软中断参与进来，就需要用spin_lock_irqsave了。


3、 编译运行模块。


可能本节介绍的list显得过于质朴，但只有简单的东西才能长久保留。不久之后，我们或许不再用kthread，不再用completion，但list一定会一直用下去。 


附录

       因为内核API介绍被移到了独立的文章中，所以这里的附录终于名副其实。可能一节中会用到不只一个部件分析的内容。我会把文中主要想使用的部件对应的文章放在首位，其余参考文章，如果有的话，再在下面一一列出。

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