一、linux 創建內核線程

1.1 kthread_create

在 linux 中，可以使用 kthread_create 接口創建內核線程，該接口原型如下：

struct task_struct *kthread_create(int (*threadfn)(void *data), void *data, const char namefmt[], ...);

入參含義：

- threadfn：線程函數的入口點。
- data：傳遞給線程函數的參數。
- namefmt：線程的名字，可以用格式化字符串指定。

示例代碼：

#include <linux/kthread.h>
#include <linux/delay.h>// 線程函數
int thread_function(void *data) {while (!kthread_should_stop()) {// 線程的主要工作pr_info("Thread is running\n");ssleep(5); // 休眠5秒}return 0;
}// 在合適的地方創建線程
struct task_struct *task;
task = kthread_create(thread_function, NULL, "my_thread");
if (!IS_ERR(task)) {wake_up_process(task); // 啟動線程
}

1.2 kthread_create_worker + kthread_queue_work

kthread_create_worker 主要用于創建一個用于管理工作隊列的工作線程。
函數原型：

struct kthread_worker *kthread_create_worker(unsigned int flags, const char namefmt[], ...);

入參含義：

- flags：創建worker時的標志。
- namefmt：worker的名稱。

kthread_queue_work 用于將一個工作項添加到由kthread_worker 管理的工作隊列中。
函數原型：

void kthread_queue_work(struct kthread_worker *worker, struct kthread_work *work);

入參含義：

-worker：目標worker。
-work：要執行的工作。

示例代碼：

#include <linux/kthread.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/slab.h>static struct kthread_worker *worker;
static struct kthread_work work;void work_function(struct kthread_work *work) {pr_info("Work function is running\n");
}int __init my_module_init(void) {worker = kthread_create_worker(0, "my_worker");if (IS_ERR(worker)) {pr_err("Failed to create kthread worker\n");return PTR_ERR(worker);}// 初始化工作kthread_init_work(&work, work_function);// 將工作排隊kthread_queue_work(worker, &work);return 0;
}void __exit my_module_exit(void) {kthread_destroy_worker(worker);
}module_init(my_module_init);
module_exit(my_module_exit);

上述示例代碼中，

• kthread_create_worker創建一個工作隊列kthread_worker ；
• kthread_queue_work 將一個工作項 kthread_work 添加到工作隊列 kthread_worker;
• 每調用一次 kthread_queue_work(worker, &work);，工作項 kthread_work 對應的執行函數 work_function 就會得到一次調用。

二、設置線程優先級和調度策略

2.1 sched_setscheduler

sched_setscheduler 接口是 linux 內核中，設置特定線程或進程優先級和調度策略的接口。函數原型：

int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy, const struct sched_param *param);

入參說明

- p：指向目標任務（線程或進程）的 task_struct 結構體的指針。
- policy：調度策略。
- param：指向 sched_param 結構體的指針，包含了調度參數，如優先級。

kthread_create_worker + sched_setscheduler 創建線程并設置調度策略和優先級：

static int __init my_module_init(void) {struct sched_param param;int ret;// 創建內核線程工作隊列my_worker = kthread_create_worker(0, "my_worker");// 獲取內核線程的task_structmy_worker_thread = my_worker->task;// 設置調度策略和優先級param.sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1;  // 設置為最高實時優先級ret = sched_setscheduler(my_worker_thread, SCHED_FIFO, &param);return 0;
}

kthread_create + sched_setscheduler 創建線程并設置調度策略和優先級：

// 線程函數
static int thread_function(void *data) {while (!kthread_should_stop()) {}return 0;
}static int __init my_module_init(void) {struct sched_param param;int ret;// 創建內核線程my_thread = kthread_create(thread_function, NULL, "my_thread");// 設置調度策略和優先級param.sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1;  // 設置為最高實時優先級ret = sched_setscheduler(my_thread, SCHED_FIFO, &param);// 啟動內核線程wake_up_process(my_thread);return 0;
}

2.2 調度策略

• SCHED_NORMAL：普通調度策略，也稱為 SCHED_OTHER。Linux 默認的普通任務調度策略，基于時間片輪轉調度算法，適用于大多數用戶進程和內核線程。

• SCHED_FIFO：先進先出調度策略。使用該策略時，系統優先調用高優先級的任務，想通優先級的任務按照先到先服務的順序執行，只有在隊列中所有優先級最高的任務都執行完或者放棄 CPU 后，才會執行其他任務。優先級使用 sched_param 結構中的 sched_priority 成員設置，值越小優先級越高（0 最高）。

• SCHED_RR：循環調度策略。優先高優先級任務+相同優先級先進先出+每個任務時間片輪轉，類似于 SCHED_FIFO，但每個任務有一個時間片，如果任務在該時間片內沒有運行完畢，會將任務移到隊列末尾等待下一輪調度。也可以通過 sched_param 結構的 sched_priority 設置優先級。

• SCHED_BATCH：用于低優先級任務的批處理。用于大量計算密集型任務，通常在系統負載較低時，調度器會執行 SCHED_BATCH 線程。

• SCHED_IDLE：專為低優先級的后臺任務設計。只有在沒有其他更重要的任務需要執行時，才會考慮執行 SCHED_IDLE 線程。

• SCHED_DEADLINE：允許任務在預定的截止時間內完成執行，以滿足實時系統對任務響應時間的嚴格要求。deadline 調度策略為每個任務分配固定的 CPU 時間片（Budget），并指定每個周期內允許執行的最大時間量（Period）。

參考：
SCHED_FIFO與SCHED_OTHER調度機制

【Linux 內核】進程管理 - 進程優先級 ② ( prio 調度優先級 | static_prio 靜態優先級 | normal_prio 正常優先級 | rt_priority 實時優先級 )