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日志

 
 

linux软件中断——tasklet机制  

2012-10-02 15:53:36|  分类: linux内核 |  标签: |举报 |字号 订阅

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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
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!

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