Linux Modules（7.3）- work queue

Work queue提供一個interface，讓使用者輕易的建立kernel thread並且將work綁在這個kernel thread上面，如下圖[1]所示。

由於work queue是建立一個kernel thread來執行，所以是在process context，不同於tasklet的interrupt context，因此，work queue可以sleep(設定semaphore或者執行block I/O等等)。

Creating Work
透過 DECLARE_WORK(name, void (work_func_t)(struct work_struct *work)); // statically
或者
INIT_WORK(struct work_struct*, void (work_func_t)(struct work_struct *work)); //dynamically
建立work，就是要執行的工作。
有了work還需要將它和work thread結合，您可以透過create_singlethread_workqueue("name")建立一個名為name的single thread(執行work的thread就稱為work thread)，或者create_workqueue("name")建立per cpu的thread。接著就是要將work和work thread做關聯了，透過queue_work(work_thread, work)就可以將work送給work thread執行了。

queue_delayed_work(work_thread, delayed_work, delay)為queue_work()的delay版本。
flush_workqueue(work_thread)會wait直到這個work_thread的work都做完。flush_workqueue()並不會取消任何被delay執行的work，如果要取消delayed的work則需要呼叫cancel_delayed_work(delayed_work)將delayed_work自某個work thread中移除。

最後，要將work_thread摧毀要呼叫destroy_workqueue(work_thread)。


event/n
除了自己建立work thread以外，kernel還建立一個公用的work thread稱為event

kernel/workqueue.c

void __init init_workqueues(void)
{
    …
    keventd_wq = create_workqueue("events");
    …
}

您可以透過schedule_work(&work)將，work送給"events"執行，flush_scheduled_work(void)等待"events"中所有的work執行完畢。

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/workqueue.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/slab.h>

MODULE_LICENSE("GPL");

static void brook_1_routine(struct work_struct *);
static void brook_2_routine(struct work_struct *);
static void brook_3_routine(struct work_struct *);

static struct work_struct *brook_1_work; // for event
static DECLARE_WORK(brook_2_work, brook_2_routine);
static DECLARE_DELAYED_WORK(brook_3_work, brook_3_routine);
static struct workqueue_struct *brook_workqueue;
static int stop_wq;
module_param(stop_wq, int, S_IRUGO | S_IWUGO);

static int __init init_modules(void)
{
    // for event
    brook_1_work = kzalloc(sizeof(typeof(*brook_1_work)), GFP_KERNEL);
    INIT_WORK(brook_1_work, brook_1_routine);
    schedule_work(brook_1_work);

    // for brook_wq
    brook_workqueue = create_workqueue("brook_wq");
    queue_work(brook_workqueue, &brook_2_work);
    queue_delayed_work(brook_workqueue, &brook_3_work, 0);
    stop_wq = 0;
    return 0;
}

static void __exit exit_modules(void)
{
    cancel_delayed_work(&brook_3_work);
    flush_workqueue(brook_workqueue);
    stop_wq = 1;
    destroy_workqueue(brook_workqueue);
}

static void brook_1_routine(struct work_struct *ws)
{
    printk("%s(): on cpu:%d, pname:%s\n",
            __func__, smp_processor_id(), current->comm);
}

static void brook_2_routine(struct work_struct *ws)
{
    printk("%s(): on cpu:%d, pname:%s\n",
            __func__, smp_processor_id(), current->comm);
    // do something to block/sleep
    // the work in the same workqueue is also deferred.
    msleep(5000);
    if (!stop_wq) {
        queue_work(brook_workqueue, &brook_2_work);
    }
}

static void brook_3_routine(struct work_struct *ws)
{
    printk("%s(): on cpu:%d, pname:%s\n",
            __func__, smp_processor_id(), current->comm);
    queue_delayed_work(brook_workqueue, &brook_3_work, 50);
}

module_init(init_modules);
module_exit(exit_modules);

Kernel Version：2.6.35
參考資料：

1. http://www.embexperts.com/viewthread.php?tid=12&highlight=work%2Bqueue
2. Linux Kernel Development 2nd, Novell Press

Inline Assembly

最近在看kernel的code，裡面有些組語的語法，所以就花點時間把它看了一下，基本上，這邊幾乎都是參考Brennan's Guide to Inline Assembly[1]。

GCC使用的asm是AT&T/UNIX的語法而不是Intel的語法，所以有些不同必須先弄清楚。

GCC 的 inline assembly 基本格式是：

 asm ( assembler template
     : output operands     (optional)
     : input operands     (optional)
     : list of clobbered registers     (optional)
     );

沒用的欄位可以空下來。最後一個欄位是用來告訴GCC在asm code中，我們已經用了哪些register。

Register name：
Register的名稱前面必須加上”%”

• AT&T：%eax
• Intel：eax

為了讓GCC的asm能跨平台，所以可以用%0、%1...%n代表後面依序出現的register。


Source/Destination ordering：
AT&T的source永遠在左邊而destination永遠在右邊

• AT&T：movl %eax, %ebx
• Intel：mov ebx, eax
您可以在Instruction後面會被加上b、w和l，用以區分operand的size，分別代表byte、word和long，在不加的情況下，gcc會自動判斷，但有可能誤判。

Constant value/immediate value format：
Constant value/immediate value前面必須加上”$”

• AT&T：movl $boo, %eax
• Intel：mov eax, boo
將boo的address載到eax中，boo必須是static變數。

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    static int x __asm__ ("x") = 10;
    int y;

    x = atoi(argv[1]);
    __asm__("movl $x, %0"  // 這邊的%0代表後面出現的第一個register，即y。
            : "=r" (y));
    // output operand前一定要有個"="表示這個constraint是write-only，
    //  "="叫constraint modifier。
    // input output operands後一定要跟著相對應的C 變數的參數，
    // 這是給asm的參數。
    printf("x=%p, y=0x%x\n", &x, y);
    return 0;
}

• AT&T：movl $0xabcd, %eax
• Intel：mov eax, abcd
將eax設為0xabcd。

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int y;

    __asm__("movl $0xabcd, %0"
            : "=r" (y));

    printf("y=0x%x\n", y);
    return 0;
}

Referencing memory：

• AT&T：immed32(basepointer,indexpointer,indexscale)
• Intel：[basepointer + indexpointer*indexscale + immed32]
沒用的欄位可以空下來。

Addressing a particular C variable：

• AT&T：_booga
• Intel：[_booga]

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    static int i __asm__ ("i");
    int io;

    i = atoi(argv[1]);

    __asm__("movl i, %0;\n"
            : "=r"(io));
    printf("i=%d, io=%d\n", i, io);

    return 0;
}

Addressing a variable offset by a value in a register：

• AT&T：_variable(%eax)
• Intel：[eax + _variable]

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    struct ic {
        int i;
        char c;
    };

    int i = 0;
    char c = 0;
    static struct ic ic __asm__ ("ic");

    ic.i = 11;
    ic.c = 'b';

    __asm__("movl $ic, %%eax;\n"
            "mov (%%eax), %0;\n"
            "mov 4(%%eax), %1;\n"
            : "=r"(i), "=r"(c)
            : "m"(ic)
            : "%eax");
    printf("i=%d, c=%c\n", i, c);

    return 0;
}

Addressing a value in an array of integers (scaling up by 4)：

• AT&T：_array(,%eax,4)
• Intel：[eax*4 + array]

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{   
    int i; 
    static int ary[2][3] __asm__("ary") = {
        {0, 1, 2},
        {10, 11, 12}
    };

    // i = ary[1][1]
    __asm__("movl $12, %%eax;\n" // cal how many size of one raw
            "movl $4, %%ebx;\n"  // which column
            "movl ary(%%ebx, %%eax, 1), %0;\n" 
            : "=r" (i)
            :
            : "%eax", "%ebx");
    printf("i=%d\n", i);

    return 0;
}

參考資料

1. http://www.delorie.com/djgpp/doc/brennan/brennan_att_inline_djgpp.html
2. http://www.study-area.org/cyril/opentools/opentools/x969.html

用一張圖來為 Git 快速入門(Git Cheat Sheet)

用一張圖來為 Git 快速入門(Git Cheat Sheet)












參考資料：
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