Linux学习第26节，内核发现工作太多时，会让它们排队等待处理官网

如第24节所述，为了解决处理中断时“想更快地完成任务”的矛盾，Linux内核将一个完整的中断处理分为“上半部分”和“下半部分”，所有需要更多时间但不需要高实时性能的处理都放在下半部分。

2.6.26版本Linux内核有三种形式的“下半部分”:软中断、小任务和工作队列。前两节主要讨论软中断和微线程。我们已经知道软中断是在中断的上下文中，所以软中断处理程序不能阻塞。

无法休眠，这限制了软中断处理程序。tasklet也是如此，因为它是基于软中断机制实现的。

Linux内核中的工作队列。如果您想将工作的后半部分推迟到流程上下文，或者如果被推迟的任务需要休眠，则需要使用工作队列机制。Linux内核将把工作队列中的工作交给内核线程执行。

内核线程在进程上下文中运行，因此允许重新调度工作队列并允许其休眠。

工作队列子系统实际上是一组接口，通过它创建的进程（所谓的工作线程）负责执行Linux内核或其他模块分配给工作队列的任务。Linux内核提供了一个默认的工作线程（事件/n，

n是处理器号）来处理队列中的任务。这样，工作队列就变成了一组接口，将延迟的任务（排队的任务）移交给特定的线程（默认工作线程）。

Linux内核中工作队列使用的数据结构是workqueue_struct结构，其C语言代码如下。请看：

struct work queue _ struct { struct CPU _ work queue _ struct * CPU _ wq；struct list _ head list const char * namint singlethread不可冻结；/*挂起期间冻结线程*/# ifdef CONFIG _ lock dep struct lock dep _ map lock dep _ map；# endif }；容易看出，

struct CPU _ work queue _ struct { spin lock _ t lock；结构列表_头工作列表；wait _ queue _ head _ t more _ work struct work _ struct * current _ work struct work queue _ struct * wqstruct task _ struct *线程；int run _ depth/*检测run_workqueue（）递归深度*/} _ _ _ _缓存行对齐；显然，

处理工作队列中任务结构cpu_workqueue_struct的成员current_work表示工作线程要处理的工作，其数据结构由结构work_struct定义。C语言代码如下。

请看：

struct work _ struct { atomic _ long _ t data；结构列表_头条目；工作功能函数；};成员功能指向处理函数，

数据是它的参数。这些结构连接成一个链表，每个处理器上的每种类型的队列都对应于这样一个链表。例如，上面提到的“默认工作线程”就有这样一个链表。

当工作线程被唤醒时，它将执行链表中的所有工作。执行后，相应的work_struct将从链表中移除。当列表为空时，工作线程再次进入睡眠状态。

这个过程由worker_thread（）函数完成，其C语言代码如下。请看：

299静态int worker _ thread（void * _ _ cwq ）- 300 {.|- 309为(;）{ | | 310 prepare _ to _ wait（cwq-more _ work，wait，TASK _ INTERRUPTIBLE）；|| 311 if（！冻结（当前)|| 312!kthread _ should _ stop（）| | 313 list _ empty（cwq-worklist））| | 314 schedule（）；|| 315完成_等待（cwq-更多_工作，等待);| | 316 | | 317 try _ to _ freeze（）；| | 318 | | 319 if（kthread _ should _ stop（））| | 320 break；| | 321 | | 322 run _ work队列（cwq）；| | 323 } | 324 | 325 return 0；| 326 }请看黄框中的核心代码，

run_workqueue（）函数的C语言代码很长，但逻辑并不复杂。它只不过是从链表中取出节点对象并逐个执行它们，因此我在此不再赘述。好了，既然您已经了解了Linux内核如何设计和实现工作队列，

让我们看看如何使用它。

使用工作队列的Linux内核，定义了DECLARE_WORK宏来静态创建work_struct结构。它的C语言代码如下。请看：

# define DECLARE _ WORK（n，f）\ struct WORK _ struct n=_ _ WORK _ INITIALIZER（n，f）# define _ _ WORK _ INITIALIZER（n，f）{ \。data=WORK_DATA_INIT（）。条目={（n）。条目。条目},\。func=（f），\ _ _ WORK _ INIT _ lock dep _ MAP（# n，（n））\ }其实就是创建一个工作结构结构体并赋值。

# define INIT _ WORK（_ WORK，_ func）\ do { \（_ WORK）-DATA=（atomic _ long _ t）WORK _ DATA _ INIT（）；\ INIT _ LIST _ HEAD（（_ work）-entry）；\ PREPARE _ WORK（（_ WORK），（_ func））；\ } while（0）再来看看工作队列的处理函数，

void work _ handler（void * data）；该函数由工作线程执行，因此它在进程上下文中运行，允许响应被中断，并且可以休眠和被调度。创建作业后，

它可以通过schedule_work（）函数移交给默认的工作线程。它的C语言代码如下。请看：

int schedule _ work（struct work _ struct * work）{ return queue _ work（keventd _ wq，work）；}容易看出，

schedule_work（）的函数实际上将工作添加到全局工作队列keventd_wq中，这是由queue_work（）的函数完成的。其C语言代码如下：

int queue _ work（struct work queue _ struct * wq，struct work _ struct * work）{ int ret=0；如果(!test _ and _ set _ bit（WORK _ STRUCT _ PENDING，WORK _ data _ bits（WORK））{ BUG _ ON（！list _ empty（工作条目）；_ _ queue _ work（wq _ per _ CPU（wq，get_cpu（），work）；put _ CPU（）；ret=1；浸水使柔软返回；}容易看出，

我在这里理解schedule_work（）函数的核心是将工作添加到工作队列中并排队等待执行。

当然，Linux内核也允许创建新的工作线程，但不建议这样做，因此相关分析留给读者自己去做。至此，我们大致分析了Linux内核中的三种中断类型。“软中断”适用于处理实时要求，

需要经常执行的工作，但有必要确保共享数据的同步安全性。Tasklet可以确保同一类型的工作不会同时在多个处理器上运行，但它是基于“软中断”的，因此它在中断上下文中与“软中断”一样。

没有睡眠，没有堵塞。如果延迟的工作需要在流程上下文中运行，您应该选择工作队列。

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