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本學筆記基於zephyr 工程版本 2.2.99，主機環境爲ubuntu18.04，開發平臺 nrf52840dk_nrf52840
摘要
熟悉Linux的童鞋可能對工作隊列比較熟悉，zephyr中的工作隊列與Linux的工作隊列功能類似，用於實現中斷的底半部。也就是說中斷ISR中比較耗時的操作，放到工作隊列中去執行。zephyr中工作隊列是基於線程的，簡單來說，就是有一個線程一直在等待工作隊列的api發來的工作項，當有工作項時(一個待執行的函數)就處理(把函數調用了)，當有多個工作項時就按順序處理，沒有工作項時就休眠。
1 工作隊列線程 Workqueue Threads
工作隊列是一個內核對象，用專用的線程以先進先出(first in, first out)的方式去處理被提交的工作元素(work item)。每個被處理的工作項會調用這個工作項指定的函數(通俗來講，工作項就是一個一個等待調用的函數)。工作隊列通常用於ISR或者高優先級線程把比較複雜的，非緊急的事情交給對時間不敏感的低於先級線程去處理。對Linux驅動比較瞭解的童鞋理解起來來叫簡單，使用方式類似於Linux的工作隊列和Tasklet。
工作隊列使用之前必須被初始化，並且清空他的隊列創建一個工作隊列線程(都是初始化函數來完成的)。
2 工作項生命週期Work Item Lifecycle
一個工作項(或者叫工作元素,我也不知道怎麼翻譯好，隨便叫吧 )使用之前必須被初始化，初始化就是把處理函數賦值給工作項，並且標記工作項是爲掛起的，等着工作隊列線程去調用。
一個工作項可以從ISR或者線程中被提交，提交以後就是把工作項追加到工作隊列內部的隊列中，加入工作隊列以後，當工作隊列的線程會從他自己的隊列中按順序取出掛起的工作項，然後在執行這個工作項指定的函數。
工作項中可是使用任何的內核的API，但是注意使用那些導致線程阻塞的API，比如睡眠，獲取信號量之類的API，這樣會導致工作隊列線程睡眠，那麼同時處於這個工作隊列的其他工作項，也將會被延時執行，因爲工作項是按順序，一個一個被串行處理的。如果ISR或者線程重複提交一個已經在工作隊列中已經掛起的工作項，那麼這個工作項不會受到影響，同時在工作隊列中的位置將不會受到影響。
被提交的工作在沒有被處理之前，是不能被重新初始化的。
3 延時工作隊列 Delayed Work
當一個ISR或者線程提交一個工作項，但是不想讓工作項立即被執行，想讓工作項等待一段時間在執行。這時可以使用延時工作項。簡單理解就是，一個工作項提交的時候不是直接提交給工作隊列，而是指定一個超時，當超時發生的時候，再由內核將這個工作項提交給工作隊列，並保持工作項爲掛起狀態等着工作隊列線程去處理。
4 觸發工作項Triggered Work
觸發工作項是和POLL機制相關的工作項，用的比較少。POLL機制開發Linux應用的童鞋比較瞭解，在Linux中POLL機制是在一個線程中等待多個未就緒的文件描述有效，而zephyr是在一個線程中等待多個內核對象有效，比如等待信號量，FIFO等。
5 系統工作隊列System Workqueue
在文中要區分工作隊列和工作項的區別，工作項(work item)只是一個被提交到工作隊列(work queue)的一個元素。如果內核使能了工作隊列的功能，內核會自動創建的一個被稱爲system workqueuede 的工作隊列。這個系統工作隊列的線程的優先級可以通過menuconfig去配置。相比於系統通過隊列，用戶也可以創建自己的工作隊列。比如有比較複雜然後特別耗時的事情需要做，那麼用戶可以自己創建一個工作隊列，然後把時間不敏感，不着急處理的事扔給自己創建的工作隊列。但是zephyr官方不推薦自己創建工作隊列，因爲工作隊列會消耗大量資源(RAM， flash)，畢竟創建一個工作隊列就會創建一個線程，一個線程就會包括何種內核對象，私有棧空間等，一般zephyr是跑在資源受限的MCU上的，所以不太推薦。
6 用戶定義一個工作隊列
工作隊列使用struct k_work_q類型去定義，工作隊列需要使用自己定義的棧，然後調用k_work_q_start()去初始化：
#define MY_STACK_SIZE 512
#define MY_PRIORITY 5
K_THREAD_STACK_DEFINE(my_stack_area, MY_STACK_SIZE);
struct k_work_q my_work_q;
k_work_q_start(&my_work_q, my_stack_area,
K_THREAD_STACK_SIZEOF(my_stack_area), MY_PRIORITY);
7 提交一個工作項
一個工作項在被提交之前需要調用k_work_init()去初始化，然後一個被初始化的工作項可以使用 k_work_submit()函數把工作項提交到系統工作隊列，也可以使用k_work_submit_to_queue()函數提交到用戶自己定義的工作隊列。
下面代碼示例，一個ISR把打印信息提交給系統工作隊列去執行：
struct device_info {
struct k_work work;
char name[16]
} my_device;
void my_isr(void *arg)
{
...
if (error detected) {
k_work_submit(&my_device.work);
}
...
}
void print_error(struct k_work *item)
{
struct device_info *the_device =
CONTAINER_OF(item, struct device_info, work);
printk("Got error on device %s\n", the_device->name);
}
/* initialize name info for a device */
strcpy(my_device.name, "FOO_dev");
/* initialize work item for printing device's error messages */
k_work_init(&my_device.work, print_error);
/* install my_isr() as interrupt handler for the device (not shown) */
...
8 提交一個延時工作項
一個延時工作項通過struct k_delayed_work去定義，並通過 k_delayed_work_init()去初始化，通過調用k_delayed_work_submit()把延時工作項提交給系統工作隊列，通過k_delayed_work_submit_to_queue()把延時工作項提交給用戶自己定義的工作隊列。當想取消一個超時工作項，可以使用 k_delayed_work_cancel()函數，但是需注意，取消只能在工作項指定的超時沒發生之前，否則不能被取消。
9 參考鏈接
https://docs.zephyrproject.org/latest/reference/kernel/threads/workqueue.html