Linux Kernel Development 设置当前进程的状态

首先查看内核源码中是如何定义的

#define __set_task_state(tsk, state_value) \ 
do { (tsk)->state = (state_value); } while (0) 
#define set_task_state(tsk, state_value) \ 
set_mb((tsk)->state, (state_value)) 
/* 
* set_current_state() includes a barrier so that the write of current->state 
* is correctly serialised wrt the caller's subsequent test of whether to 
* actually sleep: 
* 
* set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE); 
* if (do_i_need_to_sleep()) 
* schedule(); 
* 
* If the caller does not need such serialisation then use __set_current_state()
*/ 
#define __set_current_state(state_value) \ 
do { current->state = (state_value); } while (0) 
#define set_current_state(state_value) \ 
set_mb(current->state, (state_value)) 

如果是单处理器，则 set_mb 的定义为(asm-x86/system_32.h)：

#define set_mb(var, value) do { var = value; barrier(); } while (0)

在对 current->state 复制后，简单的用 barrier() 刷新一下内存和寄存器之间的关系。

如果是多处理器 SMP，则 set_mb 的定义为：

#define set_mb(var, value) do { (void) xchg(&var, value); } while (0)

xchg(&var, value) 定义为(asm-x86/cmpxchg_32.h)：
#define xchg(ptr,v) ((__typeof__(*(ptr)))__xchg((unsigned long)(v),(ptr),sizeof(*(ptr))))

上面，(__typeof__(*(ptr))) 获得 *ptr 的类型，因为 *ptr 就是 var，而 var 的类型为 long 型，所以这里也是对 __xchg() 返回的类型强制转换为 long 型。

__xchg() 被定义为：

/*
* Note: no "lock" prefix even on SMP: xchg always implies lock anyway
* Note 2: xchg has side effect, so that attribute volatile is necessary,
* but generally the primitive is invalid, *ptr is output argument. --ANK
*/
static inline unsigned long __xchg(unsigned long x, volatile void * ptr, int size)
{
switch (size) {
case 1:
__asm__ __volatile__("xchgb %b0,%1"
:"=q" (x)
:"m" (*__xg(ptr)), "0" (x)
:"memory");
break;
case 2:
__asm__ __volatile__("xchgw %w0,%1"
:"=r" (x)
:"m" (*__xg(ptr)), "0" (x)
:"memory");
break;
case 4:
__asm__ __volatile__("xchgl %0,%1"
:"=r" (x)
:"m" (*__xg(ptr)), "0" (x)
:"memory");
break;
}
return x;
}

上面，根据 __xchg 第 3 个表示长度的参数来使用 xchg 指令将要设置的新 state 的值交换到 current->state 中。

set_current_state()与set_task_state()

set_current_state(state)等价于set_task_state(current, state)

__set_current_state()与set_current_state()

set_task_state()带有一个memory barrier，__set_task_state()则没有，当状态state是RUNNING时，因为scheduler可能访问这个state，因 此此时要变成其他状态（如INTERRUPTIBLE），就要用set_task_state();
而当state不是RUNNING时，因为没有其他人会 访问这个state，因此可以用__set_task_state().
所以用set_task_state()肯定是安全的，但 __set_task_state()可能会快些。

set_current_state() 的使用

在驱动程序中，进程睡眠往往通过 3 个步骤进行：
1. 将进程加入等待队列中。
2. 然后使用 set_current_state() 来设置进程的状态，设置的状态为 TASK_INTERRUPTIBLE 或 TASK_UNINTERRUTIBLE 。
3. 上面的设置完后，我们就要放弃处理器了。但在放弃处理器之前，还有一件重要的事情需要做：检查睡眠等待的条件。如果不检查，如果此时条件正好变为真，那么就漏掉了继续运行的机会，从而会睡眠更长的时间。

所以，一般在睡前需要类似的动作：

set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
if (do_i_need_to_sleep())
schedule();

参考：
http://blog.21ic.com/user1/6406/archives/2010/73685.html
http://www.groad.net/bbs/simple/?t3279.html
Linux Kernel Development