Linux Kernel (Ядро линукса) (часть 1)

Структуры данных для рабочих очередей

Основная структура, ассоциированная с рабочей очередью, — это дескриптор по имени workqueue struct, который среди прочих данных содержит массив из nr cpus элементов (это максимальное количество процессоров в системе). Каждый элемент является дескриптором типа cpu_workqueue_struct
Поле worklist структуры cpu workqueue struct ЯВЛЯетСЯ ГОЛОВОЙ Двунаправ- ленного списка, в котором собраны висящие функции из рабочей очереди. Каждая висящая функция представлена структурой work struct

Функции рабочей очереди

Функция create workqueue (fffooff) принимает в качестве параметра строку СИМВОЛОВ И возвращает адрес дескриптора workqueue_struct для только что созданной рабочей очереди. Кроме того, функция создает п рабочих потоков названных в соответствии со строкой, переданной в качестве параметра: foo/0, foo/1 И Т. Д. Функция create_singlethread_workqueueработает аналогично, но создает только один рабочий поток, независимо от количества процессоров. Чтобы разрушить рабочий поток, ядро вызывает функцию destroy workqueueO, которая принимает в качестве параметра указатель на массив workqueue_struct.

Функция queue work ставит в рабочую очередь функцию (уже упакованную внутрь дескриптора work struct). В качестве параметров она принимает указатель wq на дескриптор workqueue struct и указатель work на дескриптор work struct.

Функция queue work выполняет следующие действия:

1. Проверяет, не находится ли уже в очереди функция, подлежащая постановке в очередь (поле work->pending равно 1). Если находится, происходит возврат управления.
2. Добавляет дескриптор work struct в список рабочей очереди и устанавливает переменную work->pending в единицу.
3. Если рабочий ПОТОК СПИТ в очереди more_work дескриптора сри_ workqueue struct, принадлежащего локальному процессору, функция будит его.
Функция queue delayed work практически идентична функции queue work , но она принимает третий параметр, задающий задержку по времени в системных тактах. Она используется для обеспечения минимальной задержки перед выполнением висящей функции. На практике функция queue delayed work полагается в своей работе на программный таймер в поле timer дескриптора work struct, когда нужно отложить фактическую постановку дескриптора work struct в рабочую очередь. Функция cancei_ deiayed worko отменяет функцию из рабочей очереди, ранее запланированную к выполнению, при условии, что соответствующий дескриптор work struct еще не был занесен в список рабочей очереди.
Каждый рабочий поток непрерывно выполняет цикл внутри функции worker thread , причем большую часть времени поток спит в ожидании работы. Будучи разбуженным, ОН вызывает функцию run_workqueue , которая удаляет каждый дескриптор work struct из списка рабочей очереди данного потока и выполняет соответствующую висящую функцию. Поскольку функции из рабочей очереди могут блокироваться, рабочий поток может вернуться в состояние сна и даже мигрировать на другой процессор после пробуждения.
Иногда ядру приходится ждать, пока выполнятся все висящие функции рабочей очереди. Функция flush workqueue принимает адрес дескриптора workqueue struct и блокирует вызвавший процесс, пока не закончится выполнение всех висящих функций из рабочей очереди. Однако функция flush workqueue не ждет завершения функций, добавленных в рабочую очередь после ее вызова, причем для распознавания только что добавленных
ВИСЯЩИХ функций ИСПОЛЬЗуюТСЯ ПОЛЯ remove sequence И insert sequence Де- СКрИПТОра cpu_workqueue_struct.