linux內核等待隊列機制：
案例：分析應用程序串口工具操作串口硬件設備的過程。
1.外設的處理速度要遠遠慢于CPU！
2.應用程序在用戶空間沒有權利訪問硬件設備，只有通過系統調用跑到內核空間才有權限訪問硬件設備！
3.一個應用程序讀取串口硬件設備采用兩種方法：
輪詢方式：相當的耗費CPU的資源，讓CPU做大量的無用功！
中斷方式：CPU一旦發現串口設備不可讀（沒數據），CPU干別的事情，一旦串口接收到數據，給CPU產生一個接收中斷信號，讓CPU來獲取串口數據。問：這個應用程序在做什么呢？
當串口設備沒有接收到數據，應用程序一旦發現，利用內核提供的睡眠機制，應用在內核空間進入休眠狀態；一旦串口設備給CPU產生中斷信號，中斷信號的到來也就代表這數據的到來，這時只需喚醒休眠的應用程序，讓應用程序讀取串口數據。
問:如何設備數據沒有準備就緒，如果讓進程在內核空間進行休眠
答：linux內核等待隊列機制
本質目的：就是讓進程在內核空間進行休眠
注意：區別于工作隊列
工作隊列：是中斷底半部的機制，是實現延后執行的一個種手段
等待隊列：是讓進程在內核空間進行休眠的
但是它們針對處理的對象都是進程！
進程的狀態：
運行：TASK_RUNNING
準備就緒：TASK_READY
可中斷休眠：TASK_INTERRUPTIBEL
不可中斷休眠：TASK_UNINTERRUPTIBLE
進程要“休眠"：要休眠進程會將CPU資源全部從當前進程中撤下來，將CPU資源給別的任務去使用，比如另外一個進程；
進程之間的切換：又內核調度器來實現，這個調度器就是用來管理進程的！
linux內核等待隊列機制實現過程：
老鷹-》調度器：內核已經實現
雞媽媽-》等待隊列頭
小雞-》休眠的進程
內核描述等待隊列頭涉及的數據類型：
wait_queue_head_t
內核描述休眠的進程，裝載休眠進程的容器的數據類型：
wait_queue_t
等待隊列讓進程休眠的方法，而不是喚醒：
方法1：
步驟：
1.分配等待隊列頭
wait_queue_head_t wq;
2.初始化等待隊列頭
init_waitqueue_head(&wq);
3.如果一個進程要訪問設備，發現設備不可用，進入休眠，此時分配這個進程的休眠的容器
DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
wait：表示保存當前進程的容器
current:它是內核的全局變量，在linux內核中，內核用struct task_struct結構體來描述每一個進程，那么當進程獲取CPU資源是，current就指向當前進程（哪個進程獲取CPU資源，current就指向這個進程對應的task_struct結構體對象）
例如打印出當前進程的pid和name
printk("current process name is %s pid is %d\n",
current->comm, current->pid);
或者：
wait_queue_t wait;
init_waitqueue_entry(&wait, current);
注意：如果有多個休眠的進程，必須為每一個進程分配一個容器，并且current也會分別執行不同的進程！
4.然后將當前進程添加到休眠的隊列中去
add_wait_queue（&wq, &wait）；
注意：僅僅是將當前進程添加到這個隊列中去，但進程還處于運行狀態！
5.設置當前進程的休眠狀態（可中斷或者不可中斷）
可中斷的休眠狀態：
current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;
不可中斷的休眠狀態：
current->state = TASK_UNINTERRUPTIBLE;
6.讓進程進入真正的休眠狀態
schedule(); //啟動調度器，并且讓CPU資源從當前進程撤下來，給別的進程去使用，至此當前進程運行到這個地方就停止不動！一旦被喚醒，這個函數返回，當前進程接著執行
7.如果進程被設置為可中斷的休眠狀態，進程被喚醒的方法有兩種：
硬件設備可用，產生中斷，由中斷來喚醒；
進程接收到了信號引起的喚醒，所以要判斷喚醒的原因：
判斷是否接收到信號引起的喚醒：
if (signal_pending(current)) {
printk("當前進程是由于接收到了信號引起的喚醒");
printk("給用戶返回-ERESTARTSYS");
} else {
printk("中斷引起的喚醒，說明數據可用");
printk("后續繼續獲取數據");
}
8.不管是硬件中斷引起的喚醒還是信號引起的喚醒，重新設置當前進程的狀態為運行狀態
current->state = TASK_RUNNING;
9.將當前進程從休眠隊列中移除
remove_wait_queue（&wq, &wait）；
參考代碼：有一個進程讀取按鍵數據：
wait_queue_head_t wq; //全局變量
驅動入口函數或者open函數：
init_waitqueue_head(&wq);
驅動read函數：
static ssize_t btn_read(...)
{
wait_queue_t wait; //分配一個當前進程的容器
init_waitqueue_entry(&wait, current); //把當前進程添加到這個容器中
add_wait_queue（&wq, &wait）；//將當前進程添加到休眠隊列中
current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;//設置當前進程的休眠狀態
schedule(); //進入真正的休眠，一旦被喚醒，進程接著執行
//判斷喚醒的原因
if (signal_pending(current)) {
printk("接收到了信號引起的喚醒");
ret = -ERESTARTSYS;
} else {
printk("按鍵有操作，產生中斷引起的喚醒");
}
current->state = TASK_RUNNING;//設置當前進程的狀態為運行
remove_wait_queue（&wq, &wait）；//從休眠隊列中移出
上報按鍵數據
return ret;
}
喚醒的方法有兩種：
1.接收到信號引起的喚醒
2.驅動主動喚醒休眠的進程，方法如下：
wake_up(wait_queue_head_t *queue);
喚醒由queue指向的等待隊列數據鏈中的所有睡眠類型的等待進程
wake_up_interruptible(wait_queue_head_t *queue);
喚醒由queue指向的等待隊列數據鏈中的所有睡眠類型為TASK_INTERRUPTIBLE的等待進程
案例1：實現讀進程喚醒寫進程，寫進程喚醒讀進程
實驗步驟：
insmod btn_drv.ko
./led_test r & //讀進程
./led_test w & //寫進程
./led_test r & //讀進程
kill 讀進程或者寫進程
案例2：根據以上案例，在底層驅動的read函數能夠給用戶上報一個按鍵的信息（鍵值和按鍵的狀態），提示可以把底層驅動的write函數作為中斷來使用。
案例3：利用等待隊列，實現按鍵驅動，要求按鍵上報的信息為鍵值和按鍵的狀態！例如：
KEY_UP: 0x50
KEY_DOWN:0x51
按鍵狀態：按下為1，松開為0
分析：
read->fops->cdev->中斷->休眠->等待隊列
指定超時時間的休眠：
把schedule()換成schedule_timeout(5*HZ);
前者的休眠是永久休眠（沒有被驅動主動喚醒或者接收到信號）
后者的休眠是指定了睡眠的時間，例如5秒，如果沒有接收到信號，也沒有接收到驅動主動喚醒，一旦5秒到期，此函數也會返回，返回0，否則返回非0（驅動主動喚醒或者接收到了信號）！
案例：實現按鍵驅動，指定超時，而是永久休眠！
方法2：
1.分配等待隊列頭
wait_queue_head_t wq;
2.初始化等待隊列頭
init_waitqueue_head(&wq);
3.如果進程進入休眠狀態：
wait_event(wq, condition);
condition為真，立即返回，不休眠
condition為假，進程進入不可中斷的休眠狀態，進程被添加 到wq所對應的等待隊列頭中
或者
wait_event_interruptible(wq, condition);
condition為真，立即返回，不休眠
condition為假，進程進入可中斷的休眠狀態，進程被添加 到wq所對應的等待隊列頭中
或者
wait_event_timeout(wq, condition, 5*HZ);
condition為真，立即返回，不休眠
condition為假，進程進入不可中斷的休眠狀態，進程被添加 到wq所對應的等待隊列頭中，并且超時時間到期，進程也被喚醒；
或者
wait_event_interruptible_timeout(wq, condition,5*HZ);
condition為真，立即返回，不休眠
condition為假，進程進入可中斷的休眠狀態，進程被添加 到wq所對應的等待隊列頭中，并且超時時間到期，進程也被喚醒；
總結：以上宏涉及的condition其實就是代表是否是驅動主動喚醒，如果驅動主動喚醒，應該讓condition設置為真，否則還是為假！
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