メモ帳

void sema_init(struct semaphore *sem, int val)
セマフォの初期化を行う。
引数１：セマフォ構造体。セマフォを識別するのに使う。
引数２：セマフォの初期化時点で持つ資源の数。

DECLARE_MUTEX(name)
DECLARE_MUTEX_LOCKED(name)
セマフォの生成、初期化を行うマクロ。
引数は生成するセマフォ構造体名。
ミューテックスとは相互排他（MUTual EXclusion）のことで、排他制御に使える。
要するに、DECLARE_MUTEXは初期資源として１つのセマフォ資源を持つセマフォを初期化する。
DECLARE_MUTEX_LOCKEDは名前のとおり、セマフォ資源を持たない、はじめからロックされた状態の
セマフォを生成、初期化する。

void init_MUTEX(struct semaphore *sem)
void init_MUTEX_LOCKED(struct semaphore *sem)
上記マクロとは生成、初期化を行ったが、こちらは初期化のみを行う。

void down(struct semaphore *sem)
引数１のセマフォ構造体から資源をひとつとる。
資源が0ならば、資源が取得できる（1になって、確保できるまで）待ち続ける。

int down_interruptible(struct semaphore *sem)
上のdownとほぼ同じ。
ちがうのは、待ちに入っている間に割り込みが入ることが出来る。
割り込みが発生すると、0以外の値を返し、待ちから復帰します。

int down_trylock(struct semaphore *sem)
待たないセマフォ。
確保するセマフォ資源がなかった場合は即座に0以外の値を返します。

void up(struct semaphore *sem)
確保しているセマフォ構造体のセマフォ資源を1つ返します。


例）

/* includeは省略 */

#define DRV_VERSION 1.0.0
#define LOCAL_VERSION 0.0.1

//cdevを定義。
struct cdev hoge_cdev;
//セマフォを定義
struct semaphore hoge_sem;

static int hoge_read_proc( char* page, char** start, off_t offset,
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　int count, int* eof, void* data )
{
int len = 0;

　　　　/* セマフォで排他処理開始（セマフォ確保） */
if ( down_interruptible( &hoge_sem ) ) {
printk("down_interruptible error\n" );
return -ERESTARTSYS;
}

len += sprintf(page + len, "hoge Driver Version : %s - %s \n", DRV_VERSION , LOCAL_VERSION);
len += sprintf(page + len, "hoge Driver Compiled : "__DATE__" "__TIME__"\n");

　　　　/* セマフォで排他処理終了（セマフォ解放） */
up( &hoge_sem );
return len;
}
int hoge_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
　　//なんかopen処理
}
int hoge_close(struct inode *inode, struct file *filp)
{
　　//なんかrelease処理
}
static long tuner_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
　　//なんかioctl処理
}

//ファイルオペレーション構造体
//このサンプルドライバを使ってopenとかcloseとかioctlを呼び出すと
//hoge_openやらhoge_closeやらhoge_ioctlが呼び出される。
static struct file_operations fops =
{
　　.owner = THIS_MODULE,
　　.unlocked_ioctl = hoge_ioctl,
　　.open = hoge_open,
　　.release = hoge_close,

};

static int __init hoge_init(void)
{

　　//適当。
　　int hoge_major = 202, hoge_minor = 0;
　　dev_t hoge_dev_t;
　　struct proc_dir_entry *hoge_entry = 0;

　　//セマフォの初期化（ミューテックス）
　　init_MUTEX(&hoge_sem);

　　/* procファイルのエントリ作成 */
　　hoge_entry = create_proc_read_entry("driver/hogeinfo", 0, NULL, hoge_read_proc, NULL);
　　if(hoge_entry == NULL) return -1;

#if 1
　　/* 自分で指定したメジャー番号を使いたいときはこっち */
　　/* MKDEV(メジャー番号, マイナー番号)ってマクロでdev_t生成*/
　　hoge_dev_t = MKDEV(hoge_major, hoge_minor)
　　register_chrdev_region(hoge_dev_t, 1, "hoge")
#else
　　/* 空いているメジャー番号を動的に取得したいときはこっち */
　　alloc_chrdev_region(&hoge_dev_t, hoge_minor, 1, "hoge");
#endif
　　cdev_init(&hoge_cdev, &hoge_fops);
　　hoge_cdev.owner = THIS_MODULE;

　　ret = cdev_add(&hoge_cdev, , 1);
　　if(ret < 0){
　　　　remove_proc_entry("driver/hogeinfo", NULL);
　　　　return -1;
　　}
　　return 0;
}

static void __exit hoge_exit(void)
{
　　remove_proc_entry("driver/hogeinfo", NULL);
　　cdev_del(&hoge_cdev);
　　unregister_chrdev_region(hoge_dev_t, 1);
}

module_init(hoge_init);
module_exit(hoge_exit);

/procファイルを使うのコードの使いまわし。
procファイルの出力に排他処理をかけてます。
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　　　　（セマフォ資源：○○○○○）
→（セマフォ確保）→処理A→（セマフォ解放）→

こんな処理があったとして、プロセス１が処理Aに入ると

---

　　　　（セマフォ資源：●○○○○）
→（セマフォ確保）→処理A→（セマフォ解放）→
　　　　　　　　　　○プロセス１（処理中）

こんな感じ。
プロセス１は（セマフォ確保）でセマフォ資源○をもらって、処理Aを開始します。
で、ここにさらにプロセス２〜５が入ります。

---

　　　　（セマフォ資源：●●●●●）
→（セマフォ確保）→処理A→（セマフォ解放）→
　　　　　　　　　　○プロセス１（処理中）
　　　　　　　　　　○プロセス２（処理中）
　　　　　　　　　　○プロセス３（処理中）
　　　　　　　　　　○プロセス４（処理中）
　　　　　　　　　　○プロセス５（処理中）

こんな感じになる。
で、ここにさらにプロセス６がくると・・・

---

　　　　（セマフォ資源：●●●●●）
→（セマフォ確保）→処理A→（セマフォ解放）→
・プロセス６（待ち）○プロセス１（処理中）
　　　　　　　　　　○プロセス２（処理中）
　　　　　　　　　　○プロセス３（処理中）
　　　　　　　　　　○プロセス４（処理中）
　　　　　　　　　　○プロセス５（処理中）

プロセス６はセマフォを確保しようとしたけど、セマフォ資源が空っぽなので
待ちに入ります。ここにプロセス７がくると・・・

---

　　　　（セマフォ資源：●●●●●）
→（セマフォ確保）→処理A→（セマフォ解放）→
・プロセス６（待ち）○プロセス１（処理中）
・プロセス７（待ち）○プロセス２（処理中）
　　　　　　　　　　○プロセス３（処理中）
　　　　　　　　　　○プロセス４（処理中）
　　　　　　　　　　○プロセス５（処理中）

こうなります。
さて、プロセス１が処理Aを終えると、（セマフォ解放）にいきます。

---

　　　　（セマフォ資源：●●●●○）
→（セマフォ確保）→処理A→（セマフォ解放）→
・プロセス６（待ち）○プロセス２（処理中）・プロセス１（終了）
・プロセス７（待ち）○プロセス３（処理中）
　　　　　　　　　　○プロセス４（処理中）
　　　　　　　　　　○プロセス５（処理中）

こうなります。
セマフォが解放されたので、プロセス６が確保できます。

---

　　　　（セマフォ資源：●●●●●）
→（セマフォ確保）→処理A→（セマフォ解放）→
・プロセス７（待ち）○プロセス２（処理中）・プロセス１（終了）
　　　　　　　　　　○プロセス３（処理中）
　　　　　　　　　　○プロセス４（処理中）
　　　　　　　　　　○プロセス５（処理中）
　　　　　　　　　　○プロセス６（処理中）

こうなるわけです。
もちろん、この後はプロセス２も処理が終わって、セマフォを解放して
プロセス７がセマフォを確保して、処理Aに入ると。
以上、セマフォの説明でした。
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例）

/* includeは省略 */

#define DRV_VERSION 1.0.0
#define LOCAL_VERSION 0.0.1

//cdevを定義。
struct cdev hoge_cdev;

static int hoge_read_proc( char* page, char** start, off_t offset,
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　int count, int* eof, void* data )
{
int len = 0;

　　　　/* セマフォで排他処理開始（セマフォ確保） */
if ( down_interruptible( &proc_sem ) ) {
printk("down_interruptible error\n" );
return -ERESTARTSYS;
}

len += sprintf(page + len, "hoge Driver Version : %s - %s \n", DRV_VERSION , LOCAL_VERSION);
len += sprintf(page + len, "hoge Driver Compiled : "__DATE__" "__TIME__"\n");

　　　　/* セマフォで排他処理終了（セマフォ解放） */
up( &proc_sem );
return len;
}
int hoge_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
　　//なんかopen処理
}
int hoge_close(struct inode *inode, struct file *filp)
{
　　//なんかrelease処理
}
static long tuner_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
　　//なんかioctl処理
}

//ファイルオペレーション構造体
//このサンプルドライバを使ってopenとかcloseとかioctlを呼び出すと
//hoge_openやらhoge_closeやらhoge_ioctlが呼び出される。
static struct file_operations fops =
{
　　.owner = THIS_MODULE,
　　.unlocked_ioctl = hoge_ioctl,
　　.open = hoge_open,
　　.release = hoge_close,

};

static int __init hoge_init(void)
{

　　//適当。
　　int hoge_major = 202, hoge_minor = 0;
　　dev_t hoge_dev_t;
　　struct proc_dir_entry *hoge_entry = 0;

　　/* procファイルのエントリ作成 */
　　hoge_entry = create_proc_read_entry("driver/hogeinfo", 0, NULL, hoge_read_proc, NULL);
　　if(hoge_entry == NULL) return -1;

#if 1
　　/* 自分で指定したメジャー番号を使いたいときはこっち */
　　/* MKDEV(メジャー番号, マイナー番号)ってマクロでdev_t生成*/
　　hoge_dev_t = MKDEV(hoge_major, hoge_minor)
　　register_chrdev_region(hoge_dev_t, 1, "hoge")
#else
　　/* 空いているメジャー番号を動的に取得したいときはこっち */
　　alloc_chrdev_region(&hoge_dev_t, hoge_minor, 1, "hoge");
#endif
　　cdev_init(&hoge_cdev, &hoge_fops);
　　hoge_cdev.owner = THIS_MODULE;

　　ret = cdev_add(&hoge_cdev, , 1);
　　if(ret < 0){
　　　　remove_proc_entry("driver/hogeinfo", NULL);
　　　　return -1;
　　}
　　return 0;
}

static void __exit hoge_exit(void)
{
　　remove_proc_entry("driver/hogeinfo", NULL);
　　cdev_del(&hoge_cdev);
　　unregister_chrdev_region(hoge_dev_t, 1);
}

module_init(hoge_init);
module_exit(hoge_exit);

こんな感じかしら。
で、これをロードしてコンソールで
# cat /proc/driver/hogeinfo
って打てば
hoge Driver Version : 1.0.0 - 0.0.1
hoge Driver Compiled : ｘｘｘｘｘｘｘｘｘｘ
って出力されるはず。
hoge_read_proc内のセマフォについてはまたそのうち。
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