Linux驱动怎样实现多线程

在Linux中，驱动程序通常运行在内核空间，而内核本身并不是多线程的。然而，Linux内核提供了内核线程（kthread）和内核同步原语（如自旋锁、信号量等）来实现并发操作。以下是在Linux驱动中实现多线程的一些方法：

1. 使用内核线程（kthread）

内核线程是由内核创建和管理的轻量级线程。你可以通过kthread_create函数创建一个内核线程，并通过kthread_run函数启动它。

#include <
    linux/kthread.h>
    
#include <
    linux/module.h>


static int my_thread_func(void *data)
{

    while (!kthread_should_stop()) {
    
        // 执行任务
        printk(KERN_INFO "My kernel thread is running\n");
    
        msleep(1000);
 // 休眠1秒
    }
    
    return 0;

}
    

static struct task_struct *my_thread;


static int __init my_driver_init(void)
{
    
    my_thread = kthread_create(my_thread_func, NULL, "my_kthread");

    if (IS_ERR(my_thread)) {
    
        printk(KERN_ALERT "Failed to create kernel thread\n");
    
        return PTR_ERR(my_thread);

    }
    
    wake_up_process(my_thread);
    
    return 0;

}


static void __exit my_driver_exit(void)
{

    if (my_thread) {
    
        kthread_stop(my_thread);

    }

}
    

module_init(my_driver_init);
    
module_exit(my_driver_exit);
    

MODULE_LICENSE("GPL");
    

2. 使用工作队列（workqueue）

工作队列允许你在内核线程上下文中调度工作。你可以将任务添加到工作队列中，由内核线程异步执行。

#include <
    linux/workqueue.h>
    
#include <
    linux/module.h>
    

static struct work_struct my_work;


static void my_work_handler(struct work_struct *work)
{
    
    // 执行任务
    printk(KERN_INFO "Work queue task is running\n");

}


static int __init my_driver_init(void)
{
    
    INIT_WORK(&
    my_work, my_work_handler);
    
    schedule_work(&
    my_work);
    
    return 0;

}


static void __exit my_driver_exit(void)
{
    
    cancel_work_sync(&
    my_work);

}
    

module_init(my_driver_init);
    
module_exit(my_driver_exit);
    

MODULE_LICENSE("GPL");
    

3. 使用自旋锁和信号量

为了保护共享数据，你需要使用自旋锁或信号量来同步对共享资源的访问。

自旋锁

#include <
    linux/spinlock.h>
    
#include <
    linux/module.h>
    

static DEFINE_SPINLOCK(my_lock);
    
int shared_data = 0;


static int my_thread_func(void *data)
{

    while (!kthread_should_stop()) {
    
        spin_lock(&
    my_lock);
    
        shared_data++;
    
        spin_unlock(&
    my_lock);
    
        printk(KERN_INFO "Shared data: %d\n", shared_data);
    
        msleep(1000);

    }
    
    return 0;

}
    

static struct task_struct *my_thread;


static int __init my_driver_init(void)
{
    
    my_thread = kthread_create(my_thread_func, NULL, "my_kthread");

    if (IS_ERR(my_thread)) {
    
        printk(KERN_ALERT "Failed to create kernel thread\n");
    
        return PTR_ERR(my_thread);

    }
    
    wake_up_process(my_thread);
    
    return 0;

}


static void __exit my_driver_exit(void)
{

    if (my_thread) {
    
        kthread_stop(my_thread);

    }

}
    

module_init(my_driver_init);
    
module_exit(my_driver_exit);
    

MODULE_LICENSE("GPL");
    

信号量

#include <
    linux/semaphore.h>
    
#include <
    linux/module.h>
    

static DECLARE_SEMAPHORE(my_sem);
    
int shared_data = 0;


static int my_thread_func(void *data)
{

    while (!kthread_should_stop()) {
    
        down(&
    my_sem);
    
        shared_data++;
    
        up(&
    my_sem);
    
        printk(KERN_INFO "Shared data: %d\n", shared_data);
    
        msleep(1000);

    }
    
    return 0;

}
    

static struct task_struct *my_thread;


static int __init my_driver_init(void)
{
    
    my_thread = kthread_create(my_thread_func, NULL, "my_kthread");

    if (IS_ERR(my_thread)) {
    
        printk(KERN_ALERT "Failed to create kernel thread\n");
    
        return PTR_ERR(my_thread);

    }
    
    wake_up_process(my_thread);
    
    return 0;

}


static void __exit my_driver_exit(void)
{

    if (my_thread) {
    
        kthread_stop(my_thread);

    }

}
    

module_init(my_driver_init);
    
module_exit(my_driver_exit);
    

MODULE_LICENSE("GPL");
    

总结

在Linux驱动中实现多线程主要通过内核线程、工作队列以及同步原语（如自旋锁和信号量）来实现。选择合适的方法取决于你的具体需求和应用场景。

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