5．那些隊列，那些隊列操作函數（1）

5．那些隊列，那些隊列操作函數（1）

這一節我們講隊列。

隨着子進程進入了我們的視野，我們來看其入口函數hub_thread()，這是一個令你大跌隱形眼鏡的函數。

2817 static int hub_thread(void *__unused)
2818 {
2819    do {
2820        hub_events();
2821        wait_event_interruptible(khubd_wait,
2822                            !list_empty(&hub_event_list) ||
2823                            kthread_should_stop());
2824            try_to_freeze();
2825    } while (!kthread_should_stop() || !list_empty(&hub_event_list));
2826
2827    pr_debug("%s: khubd exiting\n", usbcore_name);
2828    return 0;
2829 }

這就是Hub驅動中最精華的代碼。這幾乎是一個死循環，但是關於Hub的所有故事都發生在這裏，沒錯，就在這短短几行代碼中。

而這其中，最核心的函數自然是hub_events()。我們先不看hub_events()，先把外面這幾個函數看明白了。kthread_should_stop()的意思很明顯，就是字面意思--是不是該停掉。如果是，那麼這裏循環就結束了，hub_thread()返回0，而要讓kthread_should_stop()爲真，就是當我們調用kthread_stop()時。這種情況，這個進程就該結束了。

再看hub_event_list，同樣來自drivers/usb/core/hub.c:

83 static LIST_HEAD(hub_event_list);    /* List of hubs needing servicing */

我們來看LIST_HEAD吧，當你越接近那些核心的代碼，你就會發現關於鏈表的定義就會越多。其實在usb-storage裏面，我們也提到過一些鏈表，但卻並沒有自己用LIST_HEAD來定義過鏈表，因爲我們用不着。可是Hub這邊就有用了，當然主機控制器的驅動程序裏也會有。

使用鏈表的目的很明確，因爲有很多事情要做，於是就把它放進鏈表裏，一件事一件事地處理。還記得我們當初在usb-storage裏面提交urb請求了嗎？你的U盤不停地提交urb請求，USB鍵盤也提交，USB鼠標也提交，那USB主機控制器怎麼能應付得過來呢？很簡單，建立一個隊列，然後你每次提交就是往一個隊列裏邊插入，然後USB主機控制器再統一去調度，一個一個來執行。

那麼這裏Hub它有什麼事件？比如探測到一個設備連進來了，於是就會執行一些代碼去初始化設備，所以就建一個隊列。關於Linux內核中的鏈表，可以專門寫一篇文章了，我們簡單介紹，來看include/linux/list.h：

21 struct list_head {
22      struct list_head *next, *prev;
23 };
24
25 #define LIST_HEAD_INIT(name) { &(name), &(name) }
26
27 #define LIST_HEAD(name) \
28         struct list_head name = LIST_HEAD_INIT(name)

可以看出，我們無非就是定義了一個struct list_head的結構體hub_event_list，而且其兩個指針next和prev分別是指向自己。換而言之，我們建立了一個鏈表，而且是雙向鏈表，並且做了初始化，初始化成一個空隊列。而對於這個隊列的操作，內核提供了很多函數可以使用，不過在Hub中，我們將會用到這麼幾個函數。

298 static inline int list_empty(const struct list_head *head)
299 {
300         return head->next == head;
301 }

不言自明，判斷隊列是否爲空。我們說了，初始化時這個hub_event_list隊列是空的。

有了隊列，自然就要操作隊列，要往隊列里加東西、減東西。就像我們每個人每天都在不停地走進去，又走出來。來看第二個函數list_add_tail()，這就是往隊列里加東西：

84 static inline void list_add_tail(struct list_head *new, struct list_head *head)
85 {
86      __list_add(new, head->prev, head);
87 }

繼續跟着__list_add()看就會發現其實就是往隊列的末尾加一個元素：

43 static inline void __list_add(struct list_head *new,
44                               struct list_head *prev,
45                               struct list_head *next)
46 {
47          next->prev = new;
48      new->nextnext = next;
49      new->prevprev = prev;
50      prev->next = new;
51 }

再來看下一個list_del_init()，隊列裏的元素不能只加不減，沒用了的元素就該刪除掉，把空間騰出來給別人：

254 static inline void list_del_init(struct list_head *entry)
255 {
256         __list_del(entry->prev, entry->next);
257     INIT_LIST_HEAD(entry);
258 }