linux 内核 队列 kfifo

在模块里尝试自己实现了个队列， 在多进程（内核里应该叫做多线程吧）操作时会出问题。

也曾尝试解决遇到的问题，但由于自己内核开发功夫上签，最终还是失败了 ....

后来还是采取了内核的实现 kfifo(include/linux/kfifo.h), kfifo在 linux 标准内核>=2.6.10 添加， 这里标准内核是因为 RHEL4.8 的内核版本是2.6.9（小于2.6.10）但是也有此数据结构，然后标准内核（www.kernel.org) <2.6.10 就没有此数据结构了

写了个简单的实现如下：

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kfifo.h>
#include <linux/err.h>
#define STR_LEN 64
#define KFF_LEN 512*256
struct kfifo *my_kfifo = NULL;
spinlock_t my_fifo_lock;
static int my_put(int num)
{
    int i;
    char buff[STR_LEN];
    for(i=0; i<num; i++)
    {
        sprintf(buff,"My data: %d ...", i);
        if(kfifo_put(my_kfifo, buff, STR_LEN) <= 0)
        {
            printk("<2>""%s failed\n", buff);
        }
    }
    return num;
}

static int my_get(void)
{
    char buff[STR_LEN];
    while(kfifo_len(my_kfifo) > 0)  // the number of bytes available in the FIFO ? 好像不对吧
    {
        if(kfifo_get(my_kfifo, buff, STR_LEN) <= 0)
        {
            printk("<2>""kfifo_get failed\n");
        }
        printk("<2>""%s\n", buff);
    }
    return 0;
}

static int __init my_init(void)
{
    printk("<2>""Init kfifo\n");
    spin_lock_init(&my_fifo_lock);
    my_kfifo = kfifo_alloc(KFF_LEN, GFP_KERNEL, &my_fifo_lock); // 128k
    if(IS_ERR(my_kfifo))
    {
        printk("<2>""kfifo_alloc failed\n");
        return -1;
    }
    my_put(10);
    my_get();

    return 0;
}

static void __exit my_exit(void)
{
    kfifo_free(my_kfifo);
    printk("<2>""Exit kfifo\n");
}

module_init(my_init);
module_exit(my_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

Makefile:

ifneq ($(KERNELRELEASE),)
    obj-m := kfifo.o
else
PWD ?= $(shell pwd)
KVERSION := $(shell uname -r)
all:
    make -C /lib/modules/$(KVERSION)/build M=$(PWD) modules 
clean:
    make -C /lib/modules/$(KVERSION)/build M=$(PWD) clean
endif

kfifo_alloc(...) 第一个参数限制了队列最大为 512*256  （128k)

因为 kfifo_alloc 使用了 kmalloc 分配内存， 而 kfree 不能分配 > 128K 的内存空间

下文采用另一种方法分配了 > 128k 内存的 kfifo

static int __init my_init(void)
{
    printk("<2>""Init kfifo\n");
    spin_lock_init(&my_fifo_lock);
    ptr = (char*)vmalloc(KFF_LEN*128); //分配了16M内存
    if(IS_ERR(ptr))
    {
        printk("<2>""vmalloc failed\n");
        return -1;
    }
    my_kfifo = kfifo_init(ptr, KFF_LEN*128, GFP_KERNEL, &my_fifo_lock); // 初始化16M的队列
    if(IS_ERR(my_kfifo))
    {
        printk("<2>""kfifo_alloc failed\n");
        return -1;
    }
    my_put(32768);
    my_get();

    return 0;
}

static void __exit my_exit(void)
{
    kfree(my_kfifo);
    vfree(ptr);
    printk("<2>""Exit kfifo\n");
}

关于 kfifo_len

/**
 * __kfifo_len - returns the number of bytes available in the FIFO, no locking version
 * @fifo: the fifo to be used.
 */
static inline unsigned int __kfifo_len(struct kfifo *fifo)
{
    return fifo->in - fifo->out;
}

/**
 * kfifo_len - returns the number of bytes available in the FIFO
 * @fifo: the fifo to be used.
 */
static inline unsigned int kfifo_len(struct kfifo *fifo)
{
    unsigned long flags;
    unsigned int ret;

    spin_lock_irqsave(fifo->lock, flags);

    ret = __kfifo_len(fifo);

    spin_unlock_irqrestore(fifo->lock, flags);

    return ret;
}

源码中kfifo_len() 的说明是：

kfifo_len - returns the number of bytes available in the FIFO

意思好像是说返回FIFO可用的字节数, 其实呢个人觉得返回的是FIFO中的数据长度

随着出队操作，此值在不断减小，直至 0

这么说此处的 available 应该是 available data