Linux工作队列workqueue源码分析（二）
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。
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，主要实现分配空间及初始化、分配pool_workqueue对象并连接到线程池。
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。
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。
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。
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，目的让宏代码更好的嵌入到使用场景中而不至于混淆展开后的代码。
217行，WORK_DATA_INIT宏把work的data成员设成枚举类型WORK_STRUCT_NO_POOL的值，表示当前还没有加入到任何线程池里。
218行，初始化entry链表，工作者线程通过此链表遍历任务列表。
219行，设置任务执行的函数，任务调度一次此函数执行一次，如果需要反复执行应在外层重复的提交任务，不能在函数内做无限循环处理，这样会堵塞线程调度影响其他任务执行。
queue_work是一个inline函数，内核中很多接口采用这种用法，在头文件中定义一个inline函数包装一下实际业务的函数，这样过度一下可以有效的降低代码的耦合度。
实际执行的函数是queue_work_on，代码如下：
1455行，1462行，关闭/打开本地中断，防止work的data并发设置。
1457行，设置work->data的WORK_STRUCT_PENDING_BIT，表示任务已经在处理了，完成之前不能重复提交。
__queue_work函数比较长，同样折叠了部分代码，如下：
1365-1368行，这一部分主要获得pool_workqueue对象，跟据work_struct的标志有没有指定WQ_UNBOUND获取相应的pwq指针。
1424-1431行，判断pwq中已经激活的线程数是否小于最大线程数，如果是则加入任务队列调度执行；否则，说明线程都在忙碌的工作中，应该把任务加到延迟工作队列中，之后再调度执行。
工作队列和每一个线程池都会连接在一起，但任务在一个时刻只会插入到一个pwq对象中去，这样在执行调度的时候可以更方便的管理。
以上就是工作队列三个接口的主要实现及对象间的关系，后续我们再另文分析线程池的管理及线程的调度。（armv8, kernel4.4）
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