linux内核多线程

1.       头文件

#include    //wake_up_process()

#include //kthread_create()、kthread_run()

#include               //IS_ERR()、PTR_ERR()

2.       实现

2.1创建线程

在模块初始化时，可以进行线程的创建。使用下面的函数和宏定义：

struct task_struct *kthread_create(int (*threadfn)(void *data),

                            void *data,

                            const char namefmt[], ...);

#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;                                                     \

})

例如：

static struct task_struct *test_task;

static int test_init_module(void)

{

    int err;

    test_task = kthread_create(test_thread, NULL, "test_task");

    if(IS_ERR(test_task)){

      printk("Unable to start kernel thread.\n");

      err = PTR_ERR(test_task);

      test_task = NULL;

      return err;

    }

wake_up_process(test_task);
       return 0;
   }

   module_init(test_init_module);

2.2线程函数

在线程函数里，完成所需的业务逻辑工作。主要框架如下所示：

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;

}

2.3结束线程

在模块卸载时，可以结束线程的运行。使用下面的函数：

int kthread_stop(struct task_struct *k);

例如：

              static void test_cleanup_module(void)

{

            if(test_task){

                kthread_stop(test_task);

                test_task = NULL;

            }

}

module_exit(test_cleanup_module);

3.       注意事项

（1）       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。

（2）       线程函数必须能让出CPU，以便能运行其他线程。同时线程函数也必须能重新被调度运行。在例子程序中，这是通过schedule_timeout()函数完成的。

4．性能测试

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 –p 线程号

可以使用下面命令来查找线程号：

       ps aux|grep 线程名

可以用下面的命令显示所有内核线程：
      ps afx

       注：线程名由kthread_create函数的第三个参数指定

 

*****************************************************************************************************

1 使用kthread_create创建线程：
    struct task_struct *kthread_create(int (*threadfn)(void *data),

                                                                  void *data,
                                                                   const char *namefmt, ...);
这个函数可以像printk一样传入某种格式的线程名
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。
2. 当然，还有一个创建并启动线程的函数：kthread_run
   struct task_struct *kthread_run(int (*threadfn)(void *data),
                                    void *data,
                                    const char *namefmt, ...);
3. 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。
    int kthread_stop(struct task_struct *thread);
kthread_stop() 通过发送信号给线程。
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。
参考：Kernel threads made easy

1 #include <linux/kthread.h>
 2 static struct task_struct * _task;
 3 static struct task_struct * _task2;
 4 static struct task_struct * _task3;
 5 static int thread_func(void *data)
 6 {
 7 int j,k;
 8 int timeout;
 9 wait_queue_head_t timeout_wq;
10 static int i = 0;
11 i++;
12 j = 0;
13 k = i;
14 printk("thread_func %d started\n", i);
15 init_waitqueue_head(&timeout_wq);
16 while(!kthread_should_stop())
17 {
18 interruptible_sleep_on_timeout(&timeout_wq, HZ);
19 printk("[%d]sleeping..%d\n", k, j++);
20 }
21 return 0;
22 }
23 void my_start_thread(void)
24 {
25
26 //_task = kthread_create(thread_func, NULL, "thread_func2");

27 //wake_up_process(_task);

28 _task = kthread_run(thread_func, NULL, "thread_func2");
29 _task2 = kthread_run(thread_func, NULL, "thread_func2");
30 _task3 = kthread_run(thread_func, NULL, "thread_func2");
31 if (!IS_ERR(_task))
32 {
33 printk("kthread_create done\n");
34 }
35 else
36 {
37 printk("kthread_create error\n");
38 }
39 }
40 void my_end_thread(void)
41 {
42 int ret = 0;
43 ret = kthread_stop(_task);
44 printk("end thread. ret = %d\n" , ret);
45 ret = kthread_stop(_task2);
46 printk("end thread. ret = %d\n" , ret);
47 ret = kthread_stop(_task3);
48 printk("end thread. ret = %d\n" , ret);
49 }
50


在执行kthread_stop的时候，目标线程必须没有退出，否则会Oops。原因很容易理解，当目标线程退出的时候，其对应的task结构也变得无效，kthread_stop引用该无效task结构就会出错。

为了避免这种情况，需要确保线程没有退出，其方法如代码中所示：

thread_func()

{

    // do your work here

    // wait to exit

    while(!thread_could_stop())

    {

           wait();

    }

}

exit_code()

{

     kthread_stop(_task);   //发信号给task，通知其可以退出了

}

这种退出机制很温和，一切尽在thread_func()的掌控之中，线程在退出时可以从容地释放资源，而不是莫名其妙地被人“暗杀”。