Разработка ядра Linux

Структура cpu_workqueue_struct определена в файле kernel/workqueue.c и является основной. Эта структура показана ниже.

/*

* Очередь отложенных действий, связанная с процессором:

*/

struct cpu_workqueue_struct {

 spinlock_t lock; /* Очередь для защиты данной структуры */

 long remove_sequence; /* последний добавленный элемент

                          (следующий для запуска ) */

 long insert_sequence; /* следующий элемент для добавления */

 struct list_head worklist; /* список действий */

 wait_queue_head_t more_work;

 wait_queue_head_t work_done;

 struct workqueue_struct *wq; /* соответствующая структура

                                 workqueue_struct */

 task_t *thread; /* соответствующий поток */

 int run_depth; /* глубина рекурсии функции run_workqueue */

};

Заметим, что каждый тип рабочих потоков имеет одну, связанную с этим типом структуру workqueue_struct. Внутри этой структуры имеется по одному экземпляру структуры cpu_workqueue_struct для каждого рабочего потока и, следовательно, для каждого процессора в системе, так как существует только один рабочий поток каждого типа на каждом процессоре.

Структуры для представления действий

Все рабочие потоки реализованы как обычные потоки пространства ядра, которые выполняют функцию worker_thread. После начальной инициализации эта функция входит в бесконечный цикл и переходит в состояние ожидания. Когда какие-либо действия ставятся в очередь, поток возвращается к выполнению и выполняет эти действия. Когда в очереди не остается работы, которую нужно выполнять, поток снова возвращается в состояние ожидания. Каждое действие представлено с помощью структуры work_struct, определенной в файле . Эта структура показана ниже.

struct work_struct {

 unsigned long pending; /* ожидает ли это действие на выполнение? */

 struct list_head entry; /* связанный список всех действий */

 void (*func)(void*) ; /* функция-обработчик */

 void *data; /* аргумент функции-обработчика */

 void *wq_data; /* для внутреннего использования */

 struct timer_list timer; /* таймер, который используется для

                             очередей отложенных действий с задержками */

};

Эти структуры объединены в связанный список, по одному списку на каждый тип очереди для каждого процессора. Например, для каждого процессора существует список отложенных действий, которые выполняются потоками, работающими по умолчанию. Когда рабочий поток возвращается к выполнению, он начинает выполнять все действия, которые находятся в его списке. После завершения работы рабочий поток удаляет соответствующие структуры work_struct из списка. Когда список становится пустым, поток переходит в состояние ожидания.

Давайте рассмотрим упрощенную основную часть функции worker_thread.

for (;;) {

 set_task_state(current, TASK_INTERRUPTIBLE);

 add_wait_queue(&cwq->more_work, &wait);

 if (list_empty(&cwq->worklist))

  schedule;

 else

  set_task_state(current, TASK_RUNNING);

 remove_wait_queue(&cwq->more_work, &wait);

 if (!list_empty(&cwq->worklist))

  run_workqueue(cwq);

}

Эта функция выполняет следующие действия в бесконечном цикле.

• Поток переводит себя в состояние ожидания (флаг состояния устанавливается в значение TASK_INTERRUPTIBLE), и текущий поток добавляется в очередь ожидания.

• Если связанный список действий пуст, то поток вызывает функцию schedule и переходит в состояние ожидания.

• Если список не пуст, то поток не переходит в состояние ожидания. Вместо этого он устанавливает свое состояние в значение TASK_RUNNING и удаляет себя из очереди ожидания.

• Если список не пустой, то вызывается функция run_workqueue для выполнения отложенных действий.

Функция run_workqueue

Функция run_workqueue в свою очередь выполняет сами отложенные действия, как показано ниже.