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基于内核线程的创建、使用和退出以及延时宏的补充说明介绍

时间：2020-12-20 12:42:58 | 栏目：C代码 | 点击：次

相关函数：

kthread_create():创建内核线程

复制代码 代码如下:

struct task_struct *kthread_create(int (*threadfn)(void *data), void *data, const char namefmt[], ...);  kernel thread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，定义了kthread_create。

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。

复制代码 代码如下:

struct task_struct *kthread_run(int (*threadfn)(void *data),void *data,const char *namefmt, ...);它实际上是个宏，由kthread_create()和wake_up_process()组成。

它实际上是个宏，由kthread_create()和wake_up_process()组成。
复制代码 代码如下:

#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;                                                     /

})


kthread_stop()：通过发送信号给线程，使之退出。
复制代码 代码如下:

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。

同时，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。

 

内核线程的一般框架

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;

}

 

线程相关测试命令

　　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 ?Cp 线程号

　　可以使用下面命令来查找线程号：

　　　　ps aux|grep 线程名

 

示例程序：使用模块加载内核线程，实现每1s在内核中打印字符。

(makefile略去，和以前一篇博文一样的写法。)

复制代码 代码如下:

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/sched.h>   //wake_up_process()
#include <linux/kthread.h> //kthread_create(),kthread_run()
#include <linux/err.h> //IS_ERR(),PTR_ERR()
#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 *my_task = NULL;

static int my_kthread(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 kernel_thread_init(void)
{
    int err;
    printk(KERN_ALERT "Kernel thread initalizing...\n");
    my_task = kthread_create(my_kthread,"hello world","mythread");
    if(IS_ERR(my_task)){
        printk("Unable to start kernel thread./n");
        err = PTR_ERR(my_task);
        my_task = NULL;
        return err;
    }
    wake_up_process(my_task);
    return 0;#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/sched.h>   //wake_up_process()
#include <linux/kthread.h> //kthread_create(),kthread_run()
#include <linux/err.h> //IS_ERR(),PTR_ERR()
#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 *my_task = NULL;

static int my_kthread(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 kernel_thread_init(void)
{
    int err;
    printk(KERN_ALERT "Kernel thread initalizing...\n");
    my_task = kthread_create(my_kthread,"hello world","mythread");
    if(IS_ERR(my_task)){
        printk("Unable to start kernel thread./n");
        err = PTR_ERR(my_task);
        my_task = NULL;
        return err;
}

static void __exit kernel_thread_exit(void)
{
    if(my_task){
        printk(KERN_ALERT "Cancel this kernel thread.\n");
        kthread_stop(my_task);
        printk(KERN_ALERT "Canceled.\n");
        }
}


module_init(kernel_thread_init);
module_exit(kernel_thread_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("anonymous");


补充说明：

　　这个延时宏在一些情况下会造成内核线程CPU占用率过高的情况。根据对schedule_timeout()源码的分析，它只是周期使线程成为TASK_RUNNING状态，这个线程并没有真正的睡眠。解决办法：在while循环中的起始处加入set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)即可。

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