Linux内核API down_killable|极客笔记

down_killable()函数用来获取信号量，将信号量sem的计数器值减1，但它是可被致命信号杀死的，这一点与down()函数不同，down()不能被任何信号打断，也与down_interruptible()函数不同，down_interruptible()可被一般信号中断（参考极客笔记中down_interruptible()函数的分析说明）。当有另外的内核控制路径给这个因为竞争不到信号量而睡眠的进程发送了一个致命信号时（一般信号将不会响应），它收到信号后就会立即返回，而放弃继续获得信号量。

down_killable文件包含

#include <linux/semaphore.h>

down_killable函数定义

在内核源码中的位置：linux-3.19.3/kernel/locking/semaphore.c

函数定义格式：

int down_killable(struct semaphore *sem)

down_killable输入参数说明

sem：信号量结构体指针，指向将要获取的信号量。其中，关于信号量结构体semaphore的说明参考极客笔记中sema_init()函数的分析说明。

down_killable返回参数说明

down_killable()函数返回一个整型值，如果成功获取了信号量，则返回0，否则在收到致命信号后，将返回-EINTR。

down_killable实例解析

编写测试文件：down_killable.c

头文件及全局变量声明如下：

#include <linux/semaphore.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
MODULE_LICENSE("GPL");
static int __init down_killable_init(void);
static void __exit down_killable_exit(void);
struct semaphore sema;

模块初始化函数：

int __init down_killable_init(void)
{
    int ret;
    sema_init( &sema, 5 );                //信号量初始化

    /* 输出初始化后信号量的信息 */
    printk("after sema_init, sema.count: %d\n", sema.count);
    ret = down_killable( &sema);          //获取信号量

    /* 输出down_killable操作后信号量的信息 */
    printk("first down_killable, ret = %d\n", ret);
    printk("first down_killable, sema.count: %d\n", sema.count);

    sema_init( &sema, 0 );
    ret = down_killable( &sema);

    printk("second down_killable, ret = %d\n", ret);
    printk("second down_killable, sema.count: %d\n", sema.count);

    return 0;
}

模块退出函数：

void __exit down_killable_exit(void)
{
    printk("exit! \n");
}

模块初始化及退出函数调用：

module_init(down_killable_init);
module_exit(down_killable_exit);

实例运行结果及分析：

首先编译模块，执行命令insmod down_killable.ko插入模块。由于在第二次调用down_killable()时，信号量计数器为0，进程将处于等待状态，此时可通过向该进程发送一个信号SIGALRM（实时定时器时钟）使其返回，然后通过命令dmesg -c会得到如图所示的结果。

Linux内核API down_killable

发送信号的进程代码如下（xsend_signal.c）：

#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
int main(int argc, char* argv[])
{
    if( argc == 1 )
        return -1;
    else
    {
        int pid = atoi( argv[1] );
        kill(pid, SIGALRM);
    }
    return 0;
}

在插入模块后，首先通过ps -r获取插入模块进程的pid，然后通过kill(pid, SIGALRM)向其发送一个SIGALRM信号，使其返回。具体操作如图所示。

Linux内核API down_killable

结果分析：

首先定义一个信号量结构体sema，并调用函数sema_init()初始化该信号量，将其计数器设置为5。第一次调用down_killable()获取信号量，其计数器count将减1而变为4，同时该函数的返回值为0，即成功获取了信号量。然后调用函数sema_init()将信号量sema的计数器值设为0，此后再调用down_killable()，进程将处于等待获取信号量的状态，这时可向该进程发送一个致命信号使其放弃获取信号量而返回。这里测试时，在另一个测试文件send_signal.c中调用kill(pid, SIGALRM)实现发送一个实时定时器时钟的信号，进程将立即返回且返回值为-EINTR，由输出信息可知，该值为-4。注意与down_interruptible()不同的是，向down_killable()发送键盘退出信号（ctrl+z）不再起作用，因为它对down_killable()来说并不是致命信号。