Linux 内核学习笔记（四）——中断下页 bottom halves and deferring work

目录

• bottom halves and deferring work
  • • softirqs
    • tasklet
    • work queues
    • 参考文献

bottom halves and deferring work

重要的需要立即处理的工作在上半页（interrupt handler）进行处理，不是太紧急的部分就在下半页进行处理。The job of bottom halves is to perform any interrupt-related work not performed by the interrupt handler. 上下半页工作的界定通常有如下建议：

• 时间敏感的放在interrupt handler；
• 牵涉到hardware的，放在interrupt handler；
• 确保另一个中断（特别是同一个中断）不会打断当前的中断它；放在interrupt handler；
• 其他的都放在下半页 bottom halves；

为什么要使用下半页？ 因为中断本身会把同一个interrupt lines其他中断都禁用，甚至可能会禁用所有的中断。这样其他的中断即使来了，也不能进入处理数据。为了保证整个系统的实时反应能力，把interrupt handler的执行内容少一点，其他的部分放在bottom half。通常bottom half是中断句柄结束之后才运行，核心理念就是not now。它可以在之后任何一个合适的时间点运行，尽管通常都是interrupt handler 结束之后紧跟着就运行，好处就是把interrupt lines上的其他中断释放了，不再禁用了。

最开始的BH，就是有一个静态的32位的bottom halves list，排着队挨次执行，不能并发进行。后来以链表的形式，在BH的基础上发展了task queues。后来发展出了可以并行的名字很难记的softirqs，在softirqs的基础上形成了动态创造的tasklet。目前常用的下页：softirqs（很少使用）、tasklet（常用），work queues。具体见下图：

softirqs

A softirq never preempts another softirq.The only event that can preempt a softirq is
an interrupt handler.Another softirq—even the same one—can run on another processor,
however.

Pending softirqs are checked for and executed in the following places:

• In the return from hardware interrupt code path
• In the ksoftirqd kernel thread
• In any code that explicitly checks for and executes pending softirqs, such as the net-
  working subsystem

tasklet

tasklet是在softirqs的基础上实现的，但是应用起来更简单。比起softirqs，大多数时候都是使用tasklet。非常简单，只要调用相应的函数即可。

两个tasklet不能同时concurrently；和softirqs一样，tasklet不能sleep。在其他中断运行的时候（因为是下页，其他中断当然可以运行）如果当前的下页和中断有share data，需要考虑同步的问题。

值得注意的是，softirqs是可以自我启动的，为了解决陷入自我循环中，浪费大量的系统资源。一种方式是不去处理这个softirqs的reactivated，直到它的interrupt handler再次出现才执行。另一种方式是，使用一个叫ksoftirqs的kernel thread去处理这些自启动，但是设定其优先级较低，使其在资源不紧张时调用。

work queues

work queue 可以sleep。Work queues defer work into a kernel thread—this bottom half always runs in process context. work queue与前面的机制很不一样。如果这样下半页的工作需要sleep，就使用work queue，否则使用softirqs或者tasklet即可。 work queue使用起来是最简单的。

参考文献

1. Robert Love. "Linux Kernel Development." (2008).

本文作者：LT_Rock

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