linux 同步机制之complete

在Linux内核中，completion是一种简单的同步机制，标志"things may proceed"。

要使用completion，必须在文件中包含，同时创建一个类型为struct completion的变量。

这个变量可以静态地声明和初始化：
DECLARE_COMPLETION(my_comp);
或者动态初始化：
struct completion my_comp;
init_completion(&my_comp);

如果驱动程序要在执行后面操作之前等待某个过程的完成，它可以调用wait_for_completion ，以要完成的事件为参数：

void wait_for_completion(struct completion *comp);

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)。

如果其它部分代码可以确定事件已经完成，可以调用下面两个函数之一来唤醒等待该事件的进程：

void complete(struct completion *comp);
void complete_all(struct completion *comp); /* Linux 2.5.x以上版本 */

前一个函数将只唤醒一个等待进程，而后一个函数唤醒等待该事件的所以进程。由于completion的实现方式，即使complete在wait_for_competion之前调用，也可以正常工作。
例如，在MD设备驱动程序实现中，有一个恢复线程md_recovery_thread。驱动程序通过md_register_thread和md_unregister_thread来注册和注销恢复线程。恢复线程的执行逻辑在md_thread函数中，大致如下：

int md_thread(void * arg)
{
    线程初始化;
    while (运行) {
        处理逻辑;
        接收信号;
    }
    return 0;
}

md_register_thread将创建一个恢复线程，它必须在线程真正初始化结束之后才能返回该线程的指针。因此，其逻辑是：

mdk_thread_t *md_register_thread(void (*run) (void *), void *data, const char *name)
{
    mdk_thread_t *thread;
    ……
    struct completion event;
    /* 为线程分配空间 */
    thread = (mdk_thread_t *) kmalloc (sizeof(mdk_thread_t), GFP_KERNEL);
    ……
    init_completion(&event);
    ……
    thread->event = &event;
    /* 创建内核线程 */
    ret = kernel_thread(md_thread, thread, 0);
    /* 等待线程初始化结束 */
    ……
    wait_for_completion(&event);
    /* 返回线程指针 */
    return thread;
}

而md_unregister_thread通过向线程发送SIGKILL信号注销恢复线程，它也需要在线程真正退出后才能释放线程所占用的内存。因此，其逻辑是：

void md_unregister_thread(mdk_thread_t *thread)
{
    struct completion event;
    init_completion(&event);
    thread->event = &event;
    ……
    /* 向线程发送SIGKILL信号终止其运行 */
    md_interrupt_thread(thread);
    /* 等待线程退出 */
    wait_for_completion(&event);
    /* 释放线程所占用的内存 */
    kfree(thread);
}

如果考虑completion，md_thread的逻辑是：

int md_thread(void * arg)
{
    线程初始化;
    complete(thread->event); 
    while (运行) {
        处理逻辑;
        接收信号;
    }
    complete(thread->event); 
    return 0;
}

需要说明的是，由于等待事件是在驱动程序和恢复线程中的一个共享资源，它必须是一个全局变量，或者如实现代码中，定义为一个局部变量，而将其指针放在恢复线程结构中。
typedef struct mdk_thread_s {
    ……
    struct completion *event;
    ……
} mdk_thread_t;