一文读取Linux延时队列工作原理
发布时间：2021-10-20 13:32:29 所属栏目：系统 来源：互联网
导读：要使用 waitqueue 首先需要声明一个 wait_queue_head_t 结构的变量，wait_queue_head_t 结构定义如下： struct __wait_queue_head { spinlock_t lock; struct list_head task_list; }; waitqueue 本质上是一个链表，而 wait_queue_head_t 结构是 waitqueue
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要使用 waitqueue 首先需要声明一个 wait_queue_head_t 结构的变量，wait_queue_head_t 结构定义如下：
struct __wait_queue_head {
spinlock_t lock;
struct list_head task_list;
};
waitqueue 本质上是一个链表，而 wait_queue_head_t 结构是 waitqueue 的头部，lock 字段用于保护等待队列在多核环境下数据被破坏，而 task_list 字段用于保存等待资源的进程列表。
可以通过调用 init_waitqueue_head() 函数来初始化 wait_queue_head_t 结构，其实现如下：
void init_waitqueue_head(wait_queue_head_t *q)
{
spin_lock_init(&q->lock);
INIT_LIST_HEAD(&q->task_list);
}
初始化过程很简单，首先调用 spin_lock_init() 来初始化自旋锁 lock，然后调用 INIT_LIST_HEAD() 来初始化进程链表。
向等待队列添加等待进程
要向 waitqueue 添加等待进程，首先要声明一个 wait_queue_t 结构的变量，wait_queue_t 结构定义如下：
typedef int (*wait_queue_func_t)(wait_queue_t *wait, unsigned mode, int sync, void *key);
struct __wait_queue {
unsigned int flags;
void *private;
wait_queue_func_t func;
struct list_head task_list;
};
下面说明一下各个成员的作用：
flags: 可以设置为 WQ_FLAG_EXCLUSIVE，表示等待的进程应该独占资源(解决惊群现象)。
private: 一般用于保存等待进程的进程描述符 task_struct。
func: 唤醒函数，一般设置为 default_wake_function() 函数，当然也可以设置为自定义的唤醒函数。
task_list: 用于连接其他等待资源的进程。
可以通过调用 init_waitqueue_entry() 函数来初始化 wait_queue_t 结构变量，其实现如下：
static inline void init_waitqueue_entry(wait_queue_t *q, struct task_struct *p)
{
q->flags = 0;
q->private = p;
q->func = default_wake_function;
}
也可以通过调用 init_waitqueue_func_entry() 函数来初始化为自定义的唤醒函数：
static inline void init_waitqueue_func_entry(wait_queue_t *q, wait_queue_func_t func)
{
q->flags = 0;
q->private = NULL;
q->func = func;
}
初始化完 wait_queue_t 结构变量后，可以通过调用 add_wait_queue() 函数把等待进程添加到等待队列，其实现如下：
void add_wait_queue(wait_queue_head_t *q, wait_queue_t *wait)
{
unsigned long flags;
wait->flags &= ~WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
__add_wait_queue(q, wait);
spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
}
static inline void __add_wait_queue(wait_queue_head_t *head, wait_queue_t *new)
{
list_add(&new->task_list, &head->task_list);
}
add_wait_queue() 函数的实现很简单，首先通过调用 spin_lock_irqsave() 上锁，然后调用 list_add() 函数把节点添加到等待队列即可。
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