linux软件中断——tasklet机制

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注意：软件中断不是软中断。软件中断不依赖于底层架构，类似于信号机制；而软中断依赖于底层架构，采用特殊的指令产生，系统调用就是采用的软中断，ARM架构下使用SWI指令产生软中断。

本文只是对tasklet作一个粗浅的解释，不对之处敬请指正！

本节我们先来说一下为什么要引入软件中断？

一般来说，一次中断服务的过程通常可以分为两个部分。开头的 部分往往必须在关中断的条件下执行，这样才能在不受干扰的条件下“原子”地完成一些关键性操作，同时这部分操作的时间性又往往很强，必须在中断请求发生后立即或至少在一定时间限制中执行，而且相继的多次中断请求也不能合并在一起来处理。而后半部分，通常可以而且应该在开中断的条件下执行，这样才不至于因中断关闭过久而造成其他中断的丢失，同时，这些操作常常允许延时到稍后才来执行，而且有可能多次中断的相关部分合并在一起处理。这些不同的性质常常使中断服务的前后两半明显地区分开来，可以而且应该分别加以不同的实现。这里的后半部分就称为"bottom
half"，在内核代码中往往写成bf ，而bf的这部分就可以通过软件中断来实现。因为软件中断的激活是通过代码来实现的，而不是硬件，所以就可以自己或由系统来决定激活的时机！

那么软件中断具体在什么时候激活呢？
我们一般认为有两个时机：
第一个时机：do_IRQ完成后，在退出的时候调用irq_exit
do_IRQ
irq_exit();
if (!in_interrupt() && local_softirq_pending())//如果不处在中断上下文并且软件中断开启的话，就激活软件中断
invoke_softirq();
do_softirq();
__do_softirq();
h = softirq_vec;
h->action(h);
第一个时机一般可以处理大部分的软件中断，但是如果软件中断过多的话，不能在这个时机完成，那么别担心，还有第二个时机！

第二处：如果在irq_exit中没有完成软件中断的话，会调用后台守护进程ksoftirqd
我们得先看一看守护进程的创建：
early_initcall(spawn_ksoftirqd);
spawn_ksoftirqd
cpu_callback(&cpu_nfb, CPU_ONLINE, cpu);
p = kthread_create_on_node(run_ksoftirqd, hcpu,cpu_to_node(hotcpu), "ksoftirqd/%d", hotcpu);
这里创建了内核线程 run_ksoftirqd
我们看看调用内核线程，我们看看如何激活呢？
raise_softirq
raise_softirq_irqoff(nr);
wakeup_softirqd();

struct task_struct *tsk = __this_cpu_read(ksoftirqd);
wake_up_process(tsk);
我们看看这个线程做了什么：
run_ksoftirqd
__do_softirq();
h->action(h);//果然

当然还有网卡驱动用到的软件中断，我们先不说！
以上所谓的调度时机，实际上并不是软中断必须的，而是内核中基于软中断的tasklet机制所实现的！软中断说白了就是先写一个函数，然后在我们想执行这个函数的时候去激活它，我们完全可以自己来规划其激活时机！但是事实上，软件的开发人员并不建议我们自己注册新的软件中断，内核为我们搭建了一个使用软件中断的框架，这就是tasklet机制，而tasklet机制正是为了实现中断的下半部！
那么要使用这个机制我们需要做些什么呢？
1、创建
DECLARE_TASKLET(name, func, data)
我们可以看看其定义：

#define DECLARE_TASKLET(name, func, data)
struct tasklet_struct name = { NULL, 0, ATOMIC_INIT(0), func, data }

由此我们也可以看出，我们也能直接这样定义：
struct tasklet_struct name = { NULL, 0, ATOMIC_INIT(0), func, data }

同时我们还得构造func，这就是然间中断的执行函数！

2、初始化：

void tasklet_init(struct tasklet_struct *t,void (*func)(unsigned long), unsigned long data)

{
t->next = NULL;
t->state = 0;
atomic_set(&t->count, 0);
t->func = func;
t->data = data;
}

只是完成了赋值的工作！

3、调度

static inline void tasklet_schedule(struct tasklet_struct *t)
{
if (!test_and_set_bit(TASKLET_STATE_SCHED, &t->state))
__tasklet_schedule(t);
}

tasklet_schedule
__tasklet_schedule(t);
raise_softirq_irqoff(TASKLET_SOFTIRQ);
__raise_softirq_irqoff(nr);//开启软中断
or_softirq_pending(1UL << nr);
if (!in_interrupt())
wakeup_softirqd();
struct task_struct *tsk = __this_cpu_read(ksoftirqd);
if (tsk && tsk->state != TASK_RUNNING)
wake_up_process(tsk);//开启守护进程，就运行了软件中断处理函数！
tasklet_schedule这个函数里面我们有可能去执行软件中断，但是并不一定，如果处于中断上下文，或者已经运行，就会立即返回，所以这个函数做的最有意义的一件事情就是__raise_softirq_irqoff(nr)，开启了中断！
就先跟我们上面分析的一样，调度的时机有以上两种。

但是现在还是有点糊涂，tasklet软件中断到底是如何挂钩的呢，我们就要从软件中断的初始化来说起了：
softirq_init();
open_softirq(TASKLET_SOFTIRQ, tasklet_action);
open_softirq(HI_SOFTIRQ, tasklet_hi_action);//这里注册了两个软中断
当do_softirq激活软中断的时候，实际上是调用tasklet_action这个函数，在由tasklet_action来调用我们在tasklet机制实现的处理函数，我们进入tasklet_action函数，看到它会遍历链表，来执行func函数！