linux系统工作队列

最近一直再调试一个基于spi的打印机，一路心酸坎坷啊。

在这个打印的驱动中，需要不断读取打印数据写入spi，在时序方面要达到每1ms往spi写入一次数据，所以用到了工作队列以及定时器来实现。

1、工作队列

工作队列提供一个通用的办法将任务延迟到 bottom halves。处于核心的是工作队列（结构体 workqueue_struct）， 任务被安排到该结构体当中。任务由结构体 work_struct 来说明，用来鉴别哪些任务被延迟以及使用哪个延迟函数。 events/X 内核线程（每 CPU 一个）从工作队列中抽取任务并激活一个 bottom-half 处理程序（由处理程序函数在结构体 work_struct 中指定）。

数据结构：

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struct work_struct {

    unsignedlong pending;

    struct list_head entry;

    void (*func)(void *);

    void *data;

    void *wq_data;

    struct timer_list timer;

};

pending是用来记录工作是否已经挂在队列上；

entry是循环链表结构；

func作为函数指针，由用户实现；

data用来存储用户的私人数据，此数据即是func的参数；

wq_data一般用来指向工作者线程（工作者线程参考下文）；

timer是推后执行的定时器。

work_struct的这些变量里，func和data是用户使用的，其他是内部变量，我们可以不用太过关心。

 

API：

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INIT_WORK(_work, _func, _data);

int schedule_work(struct work_struct *work);

int schedule_delayed_work(struct work_struct *work, unsigned long delay);

void flush_scheduled_work(void);

int cancel_delayed_work(struct work_struct *work);

1、初始化指定工作，目的是把用户指定的函数_func及_func需要的参数_data赋给work_struct的func及data变量。

2、对工作进行调度，即把给定工作的处理函数提交给缺省的工作队列和工作者线程。工作者线程本质上是一个普通的内核线程，在默认情况下，每个CPU均有一个类型为“events”的工作者线程，当调用schedule_work时，这个工作者线程会被唤醒去执行工作链表上的所有工作。

3、延迟执行工作，与schedule_work类似。

4、刷新缺省工作队列。此函数会一直等待，直到队列中的所有工作都被执行。

5、flush_scheduled_work并不取消任何延迟执行的工作，因此，如果要取消延迟工作，应该调用cancel_delayed_work。

 

以上均是采用缺省工作者线程来实现工作队列，其优点是简单易用，缺点是如果缺省工作队列负载太重，执行效率会很低，这就需要我们创建自己的工作者线程和工作队列。

API：

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struct workqueue_struct *create_workqueue(const char *name);

int queue_work(struct workqueue_struct *wq, struct work_struct *work);

int queue_delayed_work(struct workqueue_struct *wq, struct work_struct *work, unsigned long delay);

void flush_workqueue(struct workqueue_struct *wq);

void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *wq);

1、创建新的工作队列和相应的工作者线程，name用于该内核线程的命名。

2、类似于schedule_work，区别在于queue_work把给定工作提交给创建的工作队列wq而不是缺省队列。

3、延迟执行工作。

4、刷新指定工作队列。

5、释放创建的工作队列。

下面一段代码可以看作一个简单的实作：

1.创建工作队列并与工作任务函数绑定：

struct delayed_work ms_queue_work;

struct workqueue_struct *ms_wqueue;        ms_wqueue = create_rt_workqueue("1ms");INIT_DELAYED_WORK(&ms_queue_work, queue_work_task);if (!ms_wqueue) {pr_err("failed to create workqueue\n");return -1;}

工作队列的使用有两个办法，一是使用系统默认的工作队列，它对应一个默认的工作者线程，这个线程是什么策略我没有查过，应该是SCHED_NORMAL ，第二种方法就是自己创建一个队列

#define create_workqueue(name) __create_workqueue((name), 0, 0, 0)#define create_rt_workqueue(name) __create_workqueue((name), 0, 0, 1)#define create_freezeable_workqueue(name) __create_workqueue((name), 1, 1, 0)#define create_singlethread_workqueue(name) __create_workqueue((name), 1, 0, 0)</span>
这里的create_rt_workqueue是为了创建一个调度策略为SCHED_FIFO的工作队列。

2.延时调度：

queue_delayed_work(ms_wqueue, &ms_queue_work, 1 );schedule_delayed_work(&ms_queue_work,usecs_to_jiffies(1000));

以上2个函数都可以实现延时调度，第一个是指一个时钟节拍执行一次，一个节拍即1/HZ 的时间，默认值是100，可以在arch/arm/KConfig里面将默认值改成1000，这样时钟节拍就变成了1ms，如无需要还是建议不要去修改这个值。如果要循环调度，则需要每次都调用一次延时调度函数。