OS课程与Linux内核相结合之同步实例(三)

在 操作系统中讲到进程同步 的问题的时候,都会讲一些经典的例子,其中最经典的当属“生产者和消费者的问题”。生产者和消费者的规则是生产者生产一个产品后,消费者才能消费,并且在 消费者还没有消费已经生产的产品的时候,生产者是不能再进行生产的。牛涛写的这个例子演示了这一过程:

#include<linux/init.h>
#include<linux/module.h>
#include<linux/sem.h>
#include<linux/sched.h>
MODULE_LICENSE(“Dual BSD/GPL”);

struct semaphore sem_producer;/*”生产需求证”,在产品没有被消费的时候不能再进行生产*/
struct semaphore sem_consumer;/*”消费证”,在有产品的时候(可以获得该锁)才可以消费*/
char product[10];/*”产品”存放地*/
int exit_flags;/*生产线开启标志*/
int producer(void *product);/*生产者*/
int consumer(void *product);/*消费者*/

static int procon_init(void)
{
printk(KERN_INFO”show producer and consumer\n”);
init_MUTEX(&sem_producer);/*购买”生产需求证”,并且准许生产*/
init_MUTEX_LOCKED(&sem_consumer);/*购买”消费证”,但不可消费*/
exit_flags=0;/*生产线可以开工*/
kernel_thread(producer,product,CLONE_KERNEL);/*启动生产者*/
kernel_thread(consumer,product,CLONE_KERNEL);/*启动消费者*/
return 0;
}
static void procon_exit(void)
{
printk(KERN_INFO”exit producer and consumer\n”);
}
/*
* 生产者,负责生产十个产品
*/
int producer(void *p)
{
char *product=(char *)p;
int i;
for(i=0;i<10;i++) { /*总共生产十个产品*/
/* 查看”生产需求证”,如果产品已经被消费,
* 则准许生产。否则在此等待直到需要生产
*/
down(&sem_producer);
snprintf(product,10,”product-%d”,i);/*生产产品*/
printk(KERN_INFO”producer produce %s\n”,product);/*生产者提示已经生产*/
up(&sem_consumer);/*为消费者发放”消费证”*/
}
exit_flags=1;/*生产完毕,关闭生产线*/
return 0;
}
/*
* 消费者,如果有产品,则消费产品
*/
int consumer(void *p)
{
char *product=(char *)p;
for(;;) {
if(exit_flags) /*如果生产工厂已经关闭,则停止消费*/
break;
/*获取”消费证”,如果有产品,则可以获取,
*进行消费。否则等待直到有产品。
*/
down(&sem_consumer);
printk(KERN_INFO”consumer consume %s\n”,product);/*消费者提示获得了产品*/
memset(product,’\0′,10);/*消费产品*/
up(&sem_producer);/*向生产者提出生产需求*/
}
return 0;
}
module_init(procon_init);
module_exit(procon_exit);
MODULE_AUTHOR(“Niu Tao”);
MODULE_DESCRIPTION(“producer and consumer Module”);
MODULE_ALIAS(“a simplest module”);

Makefile:

obj-m :=procon.o
CURRENT_PATH := $(shell pwd)
LINUX_KERNEL := $(shell uname -r)
LINUX_KERNEL_PATH := /usr/src/linux-headers-$(LINUX_KERNEL)

all:
make -C $(LINUX_KERNEL_PATH) M=$(CURRENT_PATH) modules
clean:
rm -rf .*.cmd *.o *.mod.c *.ko .tmp_versions Module.symvers .Makefile.swp

运行结果:
[ 5684.818139] show producer and consumer
[ 5684.818352] producer produce product-0
[ 5684.819746] consumer consume product-0
[ 5684.819811] producer produce product-1
[ 5684.820061] consumer consume product-1
[ 5684.820065] producer produce product-2
[ 5684.820267] consumer consume product-2
[ 5684.820271] producer produce product-3
[ 5684.820498] consumer consume product-3
[ 5684.820503] producer produce product-4
[ 5684.820822] consumer consume product-4
[ 5684.820828] producer produce product-5
[ 5684.821062] consumer consume product-5
[ 5684.821067] producer produce product-6
[ 5684.821274] consumer consume product-6
[ 5684.821279] producer produce product-7
[ 5684.821475] consumer consume product-7
[ 5684.821479] producer produce product-8
[ 5684.821681] consumer consume product-8
[ 5684.821685] producer produce product-9
[ 5684.821897] consumer consume product-9
[ 5705.169930] exit producer and consumer

点评:
这个例子很好的演绎了生产者和消费者互相合作的过程。
不过,从输出结果看,是生产一个产品就马上消费一个,与实际情况不太符合,能否够修改程序,让生产和消费无序进行?.

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