1. 前言
通常，我们说开发的设备驱动程序，并不需要有自己的工作队列。如果我们只是偶尔需要向队列中提交任务，则内核已为我们提供了一个更简单、更有效的方法，就是使用内核提供的现成的工作队列！但因为它是和内核中其他任务共享的，所以我们不应该在里面执行一些需要sleep很久的工作。
2. 内核睡眠机制
进程通过睡眠机制释放CPU资源，使其能够处理其他进程。CPU睡眠的原因，一般就是等待资源释放。
内核调度器管理要运行的任务列表，这被称作运行队列。
睡眠进程不再被调度，因为已将它们从运行队列中移除。除非其状态改变（唤醒），否则睡眠进程将永远不会被执行。
进程一旦进入等待状态，就可以释放CPU资源，一定要确保有条件或其他进程会唤醒它。
Linux内核通过提供一组函数和数据结构来简化睡眠机制的实现。
3. 等待队列
等待队列实际上用于处理被阻塞的I/O，以等待特定条件成立，并感知数据或资源可用性。为了理解其工作方式，来看一看它在include/linux/wait.h中的结构：
struct __wait_queue {
unsigned int flags;
#define WQ_FLAG_EXCLUSIVE 0x01
void *private;
wait_queue_func_t func;
struct list_head task_list;
};
请注意task_list字段。正如所看到的，它是一个链表。想要其入睡的每个进程都在该链表中排队（因此被称作等待队列）并进入睡眠状态，直到条件变为真。等待队列可以被看作简单的进程链表和锁。
处理等待队列时，常用到的函数如下。
3.1 静态声明：
DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(name)
3.2 动态声明：
wait_queue_head_t my_wait_queue;
init_waitqueue_head(&my_wait_queue);
3.3 阻塞：
/*
* 如果条件为false，则阻塞等待队列中的当前任务（进程）
*/
int wait_event_interruptible(wait_queue_head_t q, CONDITION);
3.4 解除阻塞：
- 如果调用wake_up_interruptible时，在wait_event_interruptible设置的CONDITION条件仍然是FALSE，则什么都不会发生
/*
* 如果上述条件为true，则唤醒在等待队列中休眠的进程
*/
void wake_up_interruptible(wait_queue_head_t *q);
4. 工作队列
//创建一个具体做事的函数
static void work_handler(struct work_struct *work)
{
printk("Waitqueue module handler %s\n", __FUNCTION__);
msleep(5000);
printk("Wake up the sleeping module\n");
condition = 1; /*设置唤醒条件，改变为1，即(condition != 0) 为真，否则无法唤醒*/
wake_up_interruptible(&my_wq); /*唤醒执行insmod的进程，进程会检测条件(condition != 0)是否为真, 楼上已设为真*/
}
//创建 wrk变量
static struct work_struct wrk;
//初始化wrk变量，并和 work_handler()绑定
INIT_WORK(&wrk, work_handler);
//调度wrk运行，将运行说绑定的 work_handler()
schedule_work(&wrk);
5. Demo 演示
5.1 完整源码: test_wait.c
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/time.h>
#include <linux/delay.h>
#include<linux/workqueue.h>
static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(my_wq);
static int condition = 0;
/* 声明一个工作队列*/
static struct work_struct wrk;
static void work_handler(struct work_struct *work)
{
printk("Waitqueue module handler %s\n", __FUNCTION__);
msleep(5000);
printk("Wake up the sleeping module\n");
condition = 1; /*设置唤醒条件，改变为1，即(condition != 0) 为真，否则无法唤醒*/
wake_up_interruptible(&my_wq); /*唤醒执行insmod的进程，进程会检测条件(condition != 0)是否为真, 楼上已设为真*/
}
static int __init my_init(void)
{
printk("Wait queue example\n");
INIT_WORK(&wrk, work_handler);
schedule_work(&wrk); /*将wrk加入到Linux默认的、共享的工作队列中，类似开了另外一个线程执行*/
printk("Going to sleep %s\n", __FUNCTION__);
wait_event_interruptible(my_wq, condition != 0); /*条件(condition != 0) 为False，执行insmod的进程将进入睡眠*/
pr_info("woken up by the work job\n");
return 0;
}
void my_exit(void)
{
printk("waitqueue example cleanup\n");
}
module_init(my_init);
module_exit(my_exit);
MODULE_AUTHOR("John Madieu <john.madieu@foobar.com>");
MODULE_LICENSE("GPL");
5.2 编译添加：Makefile
- 如下，随意找了个位置，内核的drivers/amlogic/input，将test.wait.c放在此目录下
- 添加 obj-m += test_wait.o ， 将编译出 test_wait.ko 文件，方便使用
szhou@bc04:~/T972/android_x301/source/t962x3-t972-android9.0/common/drivers/amlogic/input$ cat Makefile
#
# Makefile for the input core drivers.
#
# Each configuration option enables a list of files.
obj-$(CONFIG_AMLOGIC_AVIN_DETECT) += avin_detect/
# …… 省略 ……
obj-m += test_wait.o
szhou@bc04:~/T972/android_x301/source/t962x3-t972-android9.0/common/drivers/amlogic/input$
5.3 运行打印
- 将test_wait.ko 放入U盘，cd到U盘目录下:/mnt/media_rw/525F-A17B
- 执行insmod命令，即可测试到现象
:/mnt/media_rw/525F-A17B # insmod test_wait.ko
[11179.724919@1]- Wait queue example
[11179.724984@1]- Waitqueue module handler work_handler 注释：执行 schedule_work(&wrk); 语句，调用了work_handler()
[11179.725000@1]- Going to sleep my_init
注释:此处休眠了5秒11179 -> 11184 = 5 秒
[11184.937615@1]- Wake up the sleeping module
[11184.937883@1]- woken up by the work job
:/mnt/media_rw/525F-A17B # rmmod test_wait
[11253.229003@2]- waitqueue example cleanup
6. 案例修改：让唤醒条件始终为False
如下，让我们来验证下，如果( condition != 0)始终为 False ，会发生什么？
6.1 源码：修改的部分
如下将楼上 condition = 1；的语句改为 condition = 0;
static void work_handler(struct work_struct *work)
{
printk("Waitqueue module handler %s\n", __FUNCTION__);
msleep(5000);
printk("Wake up the sleeping module, but set condition=0\n");
condition = 0; /* 唤醒条件被设置为0，预计下面语句将无法唤醒所执行的insmod进程*/
wake_up_interruptible(&my_wq);
}
6.2 运行打印
从如下打印可知，所设置 wait_event_interruptible(my_wq, condition != 0);语句里的( condition != 0)需要为真，才能唤醒
:/mnt/media_rw/525F-A17B # insmod test_wait.ko
[13879.885846@3]- Wait queue example
[13879.885876@3]- Waitqueue module handler work_handler
[13879.885890@3]- Going to sleep my_init
注释:此处休眠了5秒，13879 -> 13884
[13884.969417@3]- Wake up the sleeping module, but set condition=0
/// 注释： 一直卡在此处，进程未再往下执行，使用Ctrl + C 打断 insmod 进程，则可以继续往下跑
