kthread usage

### KThread Usage in Linux Kernel 在Linux内核中，`kthread`机制为开发者提供了一种灵活的方式来创建和管理后台线程。这些线程通常用于执行周期性或延迟性的任务，比如定时器处理、硬件设备轮询等。下面将详细介绍如何使用`kthread_create`和`kthread_run`来创建线程，以及如何使用`kthread_stop`来终止线程。 #### 使用 `kthread_create` 创建线程 `kthread_create`函数是创建新线程的基本方式。其原型如下： ```c struct task_struct *kthread_create(int (*threadfn)(void *data), void *data, const char *namefmt); ``` - **参数**: - `threadfn`: 这是一个指向函数的指针，该函数定义了新线程将要执行的操作。 - `data`: 这个指针会被传递给`threadfn`函数，可以用来向新线程传递数据。 - `namefmt`: 字符串格式化参数，用于指定新线程的名字。这个名字对于调试和追踪是非常有用的。 - **返回值**: - 成功时返回指向新创建线程的`task_struct`结构体指针。 - 失败时返回`NULL`。 需要注意的是，`kthread_create`并不会立即启动新创建的线程。为了启动线程，需要将`kthread_create`返回的`task_struct`指针传递给`wake_up_process()`函数。 #### 启动线程的另一种方式：`kthread_run` 除了使用`kthread_create`和`wake_up_process`组合外，还可以使用`kthread_run`函数直接创建并启动线程。其原型为： ```c struct task_struct *kthread_run(int (*threadfn)(void *data), void *data, const char *namefmt); ``` 与`kthread_create`相比，`kthread_run`函数内部已经包含了启动线程的操作，因此不需要额外调用`wake_up_process`。 #### 示例代码解析 以下是一个简单的示例代码，展示了如何使用`kthread_run`创建多个线程，并使用`kthread_stop`来终止它们： ```c #include <linux/kthread.h> static struct task_struct *_task; static struct task_struct *_task2; static struct task_struct *_task3; static int thread_func(void *data) { int j, k; int timeout; wait_queue_head_t timeout_wq; static int i = 0; i++; j = 0; k = i; printk("thread_func%d started\n", i); init_waitqueue_head(&timeout_wq); while (!kthread_should_stop()) { interruptible_sleep_on_timeout(&timeout_wq, HZ); printk("[%d] sleeping..%d\n", k, j++); } return 0; } void my_start_thread(void) { _task = kthread_run(thread_func, NULL, "thread_func2"); _task2 = kthread_run(thread_func, NULL, "thread_func2"); _task3 = kthread_run(thread_func, NULL, "thread_func2"); if (!IS_ERR(_task)) { printk("kthread created done\n"); } else { printk("kthread create error\n"); } } void my_end_thread(void) { int ret = 0; ret = kthread_stop(_task); printk("endthread.ret=%d\n", ret); ret = kthread_stop(_task2); printk("endthread.ret=%d\n", ret); ret = kthread_stop(_task3); printk("endthread.ret=%d\n", ret); } ``` 在这个例子中： - `thread_func`定义了线程将要执行的任务，这里主要是打印日志和睡眠。 - `my_start_thread`函数中使用`kthread_run`创建了三个线程。 - `my_end_thread`函数中通过调用`kthread_stop`来终止这些线程。 #### 终止线程 一旦线程启动，它将一直运行直到满足以下条件之一： - 该线程主动调用`do_exit`函数。 - 其他进程调用`kthread_stop`函数来结束线程。 `kthread_stop`函数的原型如下： ```c int kthread_stop(struct task_struct *thread); ``` - **参数**: 指向要终止的线程的`task_struct`结构体指针。 - **返回值**: 如果成功，则返回0；如果失败，则返回非零值。 `kthread_stop`函数通过发送信号给目标线程。然而，如果线程正在执行一项非常重要的任务，它可能不会立即响应信号。在这种情况下，除非线程本身检查信号并采取相应的措施，否则它将不会停止。 `kthread`机制为Linux内核提供了强大的线程管理功能。开发者可以根据实际需求选择使用`kthread_create`配合`wake_up_process`，或者直接使用`kthread_run`来创建线程，并利用`kthread_stop`来控制线程的生命周期。这些技术对于开发高效可靠的内核模块至关重要。