Linux工作队列workqueue源码分析（二）

虫虫飞亚 05-26 289

前言：

此刻咱们对“initqueue函数”可能比较关怀，看官们都想要分析一些“initqueue函数”的相关内容。那么小编同时在网络上网罗了一些有关“initqueue函数””的相关资讯，希望同学们能喜欢，小伙伴们快快来学习一下吧！

前文我们讲了USB Hub使用工作队列的例子，一个模块通过创建队列，初始化任务，任务入队列三个接口就可以使用它。这篇文章我们分析一下工作队列接口的实现及相关对象之间的关系。

1、创建队列

工作队列(workqueue_struct)保存了相关的参数，列表，及与线程池之间的关系。通过alloc_workqueue宏创建，代码如下图所示：

alloc_workqueue宏最终调用__alloc_workqueue_key()实现：

这个函数的代码比较长，如果每一行都解析不知道如何下手，也没有必要，所以我只显示了骨干代码，其他的都折叠起来了，这样有助于我们理解主要流程。在创建workqueue_struct的的时候，实现三个关键的步骤，分别是分配空间及初始化、分配pool_workqueue对象并连接到线程池及把队列加入全局队列列表中。

分别是分配空间及初始化

3853-3879行，分配workqueue_struct对象空间，分配的时候指定GFP_KERNEL参数，说明内存不足的时候有可能会造成睡眠，所以不宜在中断上下文中使用。分配成功后，设置相关的属性，初始化pwq列表，mayday列表等，这些参数都是在任务调度的时候用到的，调度的细节我们另文分析。

分配pool_workqueue对象并连接到线程池

pool_workqueue对象是连接工作队列（workqueue_struct）与线程池（worker_pool）的对象。我们先说一下线程池，在Linux内核中，worker_pool主要分为两种，一种和CPU绑定，另一种不和CPU绑定。和CPU绑定中的线程只在绑定的CPU上运行，这对CPU亲缘性及局部热缓存有帮助；不和CPU绑定的线程管理比较灵活，可以在任何一个CPU中运行，对平衡CPU性能有帮助，但在切换线程上下文的时候会引起缓存失效。内核启动时候给每个CPU创建两个线程池，一个高优先级，一个低优先级，然后再创建两个非绑定的线程池。pool_workqueue负责把工作队列和线程池连接起来。

alloc_and_link_pwqs()创建pool_workqueue对象并与线程池连接。

连接到绑定CPU的线程池

3783行，cpu_pwqs是__percpu类型的变量，这种类型的变量为每一个CPU都分配一个副本，CPU根据自己的索引计算偏移量取出自己的副本来使用，这样可以有效降低锁的使用，提高cache利用率。

3788-3791行，取出每个CPU副本对象指针。

3793-3797行，根据队列的优先级选择相应的线程池并绑定起来。

连接到非绑定线程池

非绑定线程池又分为有无__WQ_ORDERED标志，用于保障顺序调度，实现逻辑基本相同。

3800-3809行，非绑定线程池是通过队列属性来区分的，也就是说不同属性的队列会有相应的线程池进行调度。

2、任务初始化

任务（work_struct）对象在使用前要先初始化，代码如下所示：

203-213行，如果定义了CONFIG_LOCKDEP，则定义多一些数据用于线程死锁检测。我们暂时不去分析死锁检测原理，且CONFIG_LOCKDEP默认也是关闭的。

215-220行，INIT_WORK的具体实现，首先用一个do…while(0)把宏括起来，这是常见的宏定义语法，目的让宏代码更好地嵌入到使用场景中而不至于混淆展开后的代码。