19-增加并发控制后的globalmem驱动
7.7 增加并发控制后的globalmem驱动
在globalmem()的读写函数中，由于要调用copy_from_user()、copy_to_user()这些可能导致阻塞的函数，因此不能使用自旋锁，宜使用信号量。
驱动工程师习惯将某设备所使用的自旋锁、信号量等辅助手段也放在设备结构中，因此，可如代码清单7.4那样修改globalmem_dev结构体的定义，并在模块初始化函数中初始化这个信号量，如代码清单7.5所示。
代码清单7.4 增加并发控制后的globalmem设备结构体
1 struct globalmem_dev {
2 struct cdev cdev; /cdev结构体/
3 unsigned char mem[GLOBALMEM_SIZE]; /全局内存/
4 struct semaphore sem; / 并发控制用的信号量 /
5 };
代码清单7.5 增加并发控制后的globalmem设备驱动模块加载函数
1 int globalmem_init(void)
2 {
3 int result;
4 dev_t devno = MKDEV(globalmem_major, 0);
5
6 / 申请设备号/
7 if (globalmem_major)
8 result = register_chrdev_region(devno, 1, "globalmem");
9 else { / 动态申请设备号 /
10 result = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 1, "globalmem");
11 globalmem_major = MAJOR(devno);
12 }
13 if (result < 0)
14 return result;
15
16 / 动态申请设备结构体的内存/
17 globalmem_devp = kmalloc(sizeof(struct globalmem_dev), GFP_KERNEL);
18 if (!globalmem_devp) { /申请失败/
19 result = - ENOMEM;
20 goto fail_malloc;
21 }
22 memset(globalmem_devp, 0, sizeof(struct globalmem_dev));
23
24 globalmem_setup_cdev(globalmem_devp, 0);
25 init_MUTEX(&globalmem_devp->sem); / 初始化信号量 /
26 return 0;
27
28 fail_malloc: unregister_chrdev_region(devno, 1);
29 return result;
30 }
在访问globalmem_dev中的共享资源时，需先获取这个信号量，访问完成后，随即释放这个信号量。驱动中新的globalmem读、写操作如代码清单7.6所示。
代码清单7.6 增加并发控制后的globalmem读写操作
1 /增加并发控制后的globalmem读函数/
2 static ssize_t globalmemread(struct file *filp, char _user *buf, size_t size,
3 loff_t *ppos)
4 {
5 unsigned long p = *ppos;
6 unsigned int count = size;
7 int ret = 0;
8 struct globalmem_dev dev = filp->private_data; /获得设备结构体指针*/
9
10 /分析和获取有效的写长度/
11 if (p >= GLOBALMEM_SIZE)
12 return 0;
13 if (count > GLOBALMEM_SIZE - p)
14 count = GLOBALMEM_SIZE - p;
15
16 if (down_interruptible(&dev->sem)) / 获得信号量 /
17 return - ERESTARTSYS;
18
19 /内核空间→用户空间/
20 if (copy_to_user(buf, (void*)(dev->mem + p), count)) {
21 ret = - EFAULT;
22 } else {
23 *ppos += count;
24 ret = count;
25
26 printk(KERN_INFO "read %d bytes(s) from %d\n", count, p);
27 }
28 up(&dev->sem); / 释放信号量 /
29
30 return ret;
31 }
32
33 /增加并发控制后的globalmem写函数/
34 static ssize_t globalmemwrite(struct file *filp, const char _user *buf,
35 size_t size, loff_t *ppos)
36 {
37 unsigned long p = *ppos;
38 unsigned int count = size;
39 int ret = 0;
40 struct globalmem_dev dev = filp->private_data; /获得设备结构体指针*/
41
42 /分析和获取有效的写长度/
43 if (p >= GLOBALMEM_SIZE)
44 return 0;
45 if (count > GLOBALMEM_SIZE - p)
46 count = GLOBALMEM_SIZE - p;
47
48 if (down_interruptible(&dev->sem)) / 获得信号量 /
49 return - ERESTARTSYS;
50
51 /用户空间→内核空间/
52 if (copy_from_user(dev->mem + p, buf, count))
53 ret = - EFAULT;
54 else {
55 *ppos += count;
56 ret = count;
57
58 printk(KERN_INFO "written %d bytes(s) from %d\n", count, p);
59 }
60 up(&dev->sem); / 释放信号量 /
61 return ret;
62 }
代码第16～17行和第49～50行用于获取信号量，如果down_interruptible()返回值非0，则意味着其在获得信号量之前已被打断，这时写函数返回-ERESTARTSYS。代码第28和60行用于在对临界资源访问结束后释放信号量。
除了globalmem的读写操作之外，如果在读写的同时，另一执行单元执行MEM_CLEAR IO控制命令，也会导致全局内存的混乱，因此，globalmem_ioctl()函数也需被重写，如代码清单7.7所示。
代码清单7.7 增加并发控制后的globalmem设备驱动ioctl()函数
1 static int globalmem_ioctl(struct inode inodep, struct file filp, unsigned
2 int cmd, unsigned long arg)
3 {
4 struct globalmem_dev dev = filp->private_data; /获得设备结构体指针*/
5
6 switch (cmd) {
7 case MEM_CLEAR:
8 if (down_interruptible(&dev->sem)) / 获得信号量 /
9 return - ERESTARTSYS;
10
11 memset(dev->mem, 0, GLOBALMEM_SIZE);
12 up(&dev->sem); / 释放信号量/
13
14 printk(KERN_INFO "globalmem is set to zero\n");
15 break;
16
17 default:
18 return - EINVAL;
19 }
20 return 0;
21 }
增加并发控制后globalmem的完整驱动位于虚拟机的/home/lihacker/develop/svn/ldd6410-read-only/training/kernel/drivers/globalmem/ch7目录，其使用方法与6.4节globalmem驱动在用户空间的验证一致。