Linux内核workqueue,Linux内核-workqueue机制

骑猪看日落 2023-01-19 13:51 15阅读 0赞

工作队列类似 taskets，允许内核代码请求在将来某个时间调用一个函数，不同在于:(1)tasklet 在软件中断上下文中运行，所以 tasklet 代码必须是原子的。而工作队列函数在一个特殊内核进程上下文运行，有更多的灵活性，且能够休眠。(2)tasklet 只能在最初被提交的处理器上运行，这只是工作队列默认工作方式。(3)内核代码可以请求工作队列函数被延后一个给定的时间间隔。(4)tasklet 执行的很快, 短时期, 并且在原子态, 而工作队列函数可能是长周期且不需要是原子的，两个机制有它适合的情形。

工作队列有 struct workqueue\_struct 类型，在  中定义。一个工作队列必须明确的在使用前创建，宏为:

struct workqueue\_struct \*create\_workqueue(const char \*name);struct workqueue\_struct \*create\_singlethread\_workqueue(const char \*name);

每个工作队列有一个或多个专用的进程("内核线程"), 这些进程运行提交给这个队列的函数。 若使用 create\_workqueue, 就得到一个工作队列它在系统的每个处理器上有一个专用的线程。在很多情况下，过多线程对系统性能有影响，如果单个线程就足够则使用 create\_singlethread\_workqueue 来创建工作队列。

提交一个任务给一个工作队列，在这里《LDD3》介绍的内核2.6.10和我用的新内核2.6.22.2已经有不同了，老接口已经不能用了，编译会出错。这里我只讲2.6.22.2的新接口，至于老的接口我想今后内核不会再有了。从这一点我们可以看出内核发展。

/\*需要填充work\_struct或delayed\_work结构，可以在编译时完成, 宏如下: \*/

struct work\_struct \{     atomic\_long\_t data;\#define WORK\_STRUCT\_PENDING 0        /\* T if work item pending execution \*/\#define WORK\_STRUCT\_FLAG\_MASK (3UL)\#define WORK\_STRUCT\_WQ\_DATA\_MASK (~WORK\_STRUCT\_FLAG\_MASK)    struct list\_head entry;     work\_func\_t func;\};struct delayed\_work \{    struct work\_struct work;    struct timer\_list timer;\};DECLARE\_WORK(n, f)    /\*n 是声明的work\_struct结构名称, f是要从工作队列被调用的函数\*/DECLARE\_DELAYED\_WORK(n, f)/\*n是声明的delayed\_work结构名称, f是要从工作队列被调用的函数\*//\*若在运行时需要建立 work\_struct 或 delayed\_work结构, 使用下面 2 个宏定义:\*/INIT\_WORK(struct work\_struct \*work, void (\*function)(void \*)); PREPARE\_WORK(struct work\_struct \*work, void (\*function)(void \*)); INIT\_DELAYED\_WORK(struct delayed\_work \*work, void (\*function)(void \*)); PREPARE\_DELAYED\_WORK(struct delayed\_work \*work, void (\*function)(void \*)); /\* INIT\_\* 做更加全面的初始化结构的工作，在第一次建立结构时使用. PREPARE\_\* 做几乎同样的工作, 但是它不初始化用来连接 work\_struct或delayed\_work 结构到工作队列的指针。如果这个结构已经被提交给一个工作队列, 且只需要修改该结构,则使用 PREPARE\_\* 而不是 INIT\_\* \*//\*有 2 个函数来提交工作给一个工作队列:\*/int queue\_work(struct workqueue\_struct \*queue, struct work\_struct \*work);int queue\_delayed\_work(struct workqueue\_struct \*queue, struct delayed\_work \*work, unsigned long delay);/\*每个都添加work到给定的workqueue。如果使用 queue\_delay\_work, 则实际的工作至少要经过指定的 jiffies 才会被执行。 这些函数若返回1则工作被成功加入到队列; 若为0，则意味着这个 work 已经在队列中等待，不能再次加入\*/

在将来的某个时间, 这个工作函数将被传入给定的 data 值来调用。这个函数将在工作线程的上下文运行, 因此它可以睡眠 (你应当知道这个睡眠可能影响提交给同一个工作队列的其他任务) 工作函数不能访问用户空间，因为它在一个内核线程中运行, 完全没有对应的用户空间来访问。取消一个挂起的工作队列入口项可以调用:

int cancel\_delayed\_work(struct delayed\_work \*work); void cancel\_work\_sync(struct work\_struct \*work)

如果这个入口在它开始执行前被取消，则返回非零。内核保证给定入口的执行不会在调用 cancel\_delay\_work 后被初始化. 如果 cancel\_delay\_work 返回 0, 但是, 这个入口可能已经运行在一个不同的处理器, 并且可能仍然在调用 cancel\_delayed\_work 后在运行. 要绝对确保工作函数没有在 cancel\_delayed\_work 返回 0 后在任何地方运行, 你必须跟随这个调用来调用:

void flush\_workqueue(struct workqueue\_struct \*queue);

在 flush\_workqueue 返回后, 没有在这个调用前提交的函数在系统中任何地方运行。而cancel\_work\_sync会取消相应的work，但是如果这个work已经在运行那么cancel\_work\_sync会阻塞，直到work完成并取消相应的work。

当用完一个工作队列，可以去掉它，使用:

void destroy\_workqueue(struct workqueue\_struct \*queue);

共享队列

在许多情况下, 设备驱动不需要它自己的工作队列。如果你只偶尔提交任务给队列, 简单地使用内核提供的共享的默认的队列可能更有效。若使用共享队列，就必须明白将和其他人共享它，这意味着不应当长时间独占队列(不能长时间睡眠), 并且可能要更长时间才能获得处理器。

使用的顺序：(1) 建立 work\_struct 或 delayed\_work

static struct work\_struct jiq\_work;static struct delayed\_work jiq\_work\_delay;    /\* this line is in jiq\_init() \*/INIT\_WORK(&jiq\_work, jiq\_print\_wq);INIT\_DELAYED\_WORK(&jiq\_work\_delay, jiq\_print\_wq);

(2)提交工作int schedule\_work(&jiq\_work);/\*对于work\_struct结构\*/int schedule\_delayed\_work(&jiq\_work\_delay, delay);/\*对于delayed\_work结构\*/

/\*返回值的定义和queue\_work一样\*/

若需取消一个已提交给工作队列入口项, 可以使用 cancel\_delayed\_work和cancel\_work\_sync， 但刷新共享队列需要一个特殊的函数:

void flush\_scheduled\_work(void);

因为不知道谁可能使用这个队列，因此不可能知道 flush\_schduled\_work 返回需要多长时间。