中断处理

工 作队列（work queue）是另外一种将工作推后执行的形式，它和前面讨论的tasklet有所不同。工作队列可以把工作推后，交由一个内核线程去执行，也就是说，这个 下半部分可以在进程上下文中执行。这样，通过工作队列执行的代码能占尽进程上下文的所有优势。最重要的就是工作队列允许被重新调度甚至是睡眠。

那 么，什么情况下使用工作队列，什么情况下使用tasklet。如果推后执行的任务需要睡眠，那么就选择工作队列。如果推后执行的任务不需要睡眠，那么就选 择tasklet。另外，如果需要用一个可以重新调度的实体来执行你的下半部处理，也应该使用工作队列。它是唯一能在进程上下文运行的下半部实现的机制， 也只有它才可以睡眠。这意味着在需要获得大量的内存时、在需要获取信号量时，在需要执行阻塞式的I/O操作时，它都会非常有用。如果不需要用一个内核线程 来推后执行工作，那么就考虑使用tasklet。


  1. 工作、工作队列和工作者线程

如 前所述，我们把推后执行的任务叫做工作（work），描述它的数据结构为work_struct，这些工作以队列结构组织成工作队列 （workqueue），其数据结构为workqueue_struct，而工作线程就是负责执行工作队列中的工作。系统默认的工作者线程为 events,自己也可以创建自己的工作者线程。

  1. 表示工作的数据结构

工作用<linux/workqueue.h>中定义的work_struct结构表示：

struct work_struct{

unsigned long pending; /* 这个工作正在等待处理吗？*/

struct list_head entry; /* 连接所有工作的链表 */

void (*func) (void *); /* 要执行的函数 */

void *data; /* 传递给函数的参数 */

void *wq_data; /* 内部使用 */

struct timer_list timer; /* 延迟的工作队列所用到的定时器 */

};

这些结构被连接成链表。当一个工作者线程被唤醒时，它会执行它的链表上的所有工作。工作被执行完毕，它就将相应的work_struct对象从链表上移去。当链表上不再有对象的时候，它就会继续休眠。

3. 创建推后的工作

要使用工作队列，首先要做的是创建一些需要推后完成的工作。可以通过DECLARE_WORK在编译时静态地建该结构：

DECLARE_WORK(name, void (*func) (void *), void *data);

这样就会静态地创建一个名为name，待执行函数为func，参数为data的work_struct结构。

同样，也可以在运行时通过指针创建一个工作：

INIT_WORK(struct work_struct *work, woid(*func) (void *), void *data);

这会动态地初始化一个由work指向的工作。

4. 工作队列中待执行的函数

工作队列待执行的函数原型是：

void work_handler(void *data)

这 个函数会由一个工作者线程执行，因此，函数会运行在进程上下文中。默认情况下，允许响应中断，并且不持有任何锁。如果需要，函数可以睡眠。需要注意的是， 尽管该函数运行在进程上下文中，但它不能访问用户空间，因为内核线程在用户空间没有相关的内存映射。通常在系统调用发生时，内核会代表用户空间的进程运 行，此时它才能访问用户空间，也只有在此时它才会映射用户空间的内存。

5. 对工作进行调度

现在工作已经被创建，我们可以调度它了。想要把给定工作的待处理函数提交给缺省的events工作线程，只需调用

schedule_work(&work)；

work马上就会被调度，一旦其所在的处理器上的工作者线程被唤醒，它就会被执行。

有时候并不希望工作马上就被执行，而是希望它经过一段延迟以后再执行。在这种情况下，可以调度它在指定的时间执行：

schedule_delayed_work(&work, delay);

这时，&work指向的work_struct直到delay指定的时钟节拍用完以后才会执行。

6. 工作队列的简单应用

#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/workqueue.h>

static struct workqueue_struct *queue = NULL;
static struct work_struct work;

static void work_handler(struct work_struct *data)
{
        printk(KERN_ALERT "work handler function./n");
}

static int __init test_init(void)
{
        queue = create_singlethread_workqueue("helloworld"); /*创建一个单线程的工作队列*/
        if (!queue)
                goto err;

        INIT_WORK(&work, work_handler);
        schedule_work(&work);

        return 0;
err:
        return -1;
}

static void __exit test_exit(void)
{
        destroy_workqueue(queue);
}
MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(test_init);
module_exit(test_exit);

 

在由内核执行的几个任务之间有些不是紧急的，在必要情况下他们可以延迟一段时间。一个中断处理程序的几个中断服务例程之间是串行执行的，并且通常在一个中断的处理程序结束前，不应该再次出现这个中断。相反，可延迟中断可以在开中断的情况下执行。

linux中所谓的可延迟函数，包括软中断和tasklet以及通过中作队列执行的函数（这个以后说），软中断的分配是静态的（即值编译时定义），而tasklet的分配和初始化可以在运行时进行。

 

软中断

 

软中断所使用的数据结构定义为

 

static struct softirq_action softirq_vec[NR_SOFTIRQS] __cacheline_aligned_in_smp;

 

其中softirq_action类型为一个函数指针，从这里也可以看出，软中断的个数是有限的有NR_SOFTIRQS个，具体的定义如下:

 

/* PLEASE, avoid to allocate new softirqs, if you need not _really_ high
   frequency threaded job scheduling. For almost all the purposes
   tasklets are more than enough. F.e. all serial device BHs et
   al. should be converted to tasklets, not to softirqs.
 */

enum
{
    HI_SOFTIRQ=0,
    TIMER_SOFTIRQ,
    NET_TX_SOFTIRQ,
    NET_RX_SOFTIRQ,
    BLOCK_SOFTIRQ,
    TASKLET_SOFTIRQ,
    SCHED_SOFTIRQ,
#ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
    HRTIMER_SOFTIRQ,
#endif
    RCU_SOFTIRQ,     /* Preferable RCU should always be the last softirq */
};

 


 

可以看出，一共10个软中断。

 

/* softirq mask and active fields moved to irq_cpustat_t in
 * asm/hardirq.h to get better cache usage.  KAO
 */

struct softirq_action
{
    void    (*action)(struct softirq_action *);
};

 

软中断的初始化

 

void open_softirq(int nr, void (*action)(struct softirq_action *))
{
    softirq_vec[nr].action = action;
}

 

上面函数中，参数nr为softirq_vec[]数组的下标，初始化就是初始化softirq_vec[]数组内容。

 

初始化了软中断后，要执行，接下来要做的是激活软中断，运用下面函数

 

void raise_softirq(unsigned int nr)
{
    unsigned long flags;

    local_irq_save(flags);
    raise_softirq_irqoff(nr);
    local_irq_restore(flags);
}

 


 

具体的激活工作由raise_softirq_irqoff函数实现

 

/*
 * This function must run with irqs disabled!
 */
inline void raise_softirq_irqoff(unsigned int nr)
{
    __raise_softirq_irqoff(nr);

    /*
     * If we're in an interrupt or softirq, we're done
     * (this also catches softirq-disabled code). We will
     * actually run the softirq once we return from
     * the irq or softirq.
     *
     * Otherwise we wake up ksoftirqd to make sure we
     * schedule the softirq soon.
     */
    if (!in_interrupt())
        wakeup_softirqd();
}

 

守护线程softirqd就是对软中断的处理

 

static int ksoftirqd(void * __bind_cpu)
{
    set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);

    while (!kthread_should_stop()) {
        preempt_disable();
        if (!local_softirq_pending()) {
            preempt_enable_no_resched();
            schedule();
            preempt_disable();
        }

        __set_current_state(TASK_RUNNING);

        while (local_softirq_pending()) {
            /* Preempt disable stops cpu going offline.
               If already offline, we'll be on wrong CPU:
               don't process */
            if (cpu_is_offline((long)__bind_cpu))
                goto wait_to_die;
            do_softirq();
            preempt_enable_no_resched();
            cond_resched();
            preempt_disable();
        }
        preempt_enable();
        set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
    }
    __set_current_state(TASK_RUNNING);
    return 0;

wait_to_die:
    preempt_enable();
    /* Wait for kthread_stop */
    set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
    while (!kthread_should_stop()) {
        schedule();
        set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
    }
    __set_current_state(TASK_RUNNING);
    return 0;
}

 

下面是软中断的执行

 

asmlinkage void do_softirq(void)
{
    __u32 pending;
    unsigned long flags;

    if (in_interrupt())
        return;

    local_irq_save(flags);

    pending = local_softirq_pending();

    if (pending)
        __do_softirq();

    local_irq_restore(flags);
}

 

具体由__do_softirq函数实现

 


 

 

 

/*读取本地CPU的软中断掩码并执行与每个设置位
相关的可延迟函数,__do_softirq只做固定次数的循环
然后就返回。如果还有其余挂起的软中断，那么
内核线程ksofirqd将会在预期的时间内处理他们*/

 

asmlinkage void __do_softirq(void)
{
    struct softirq_action *h;
    __u32 pending;
    int max_restart = MAX_SOFTIRQ_RESTART;
    int cpu;

    pending = local_softirq_pending();
    account_system_vtime(current);

    __local_bh_disable((unsigned long)__builtin_return_address(0));
    trace_softirq_enter();

    cpu = smp_processor_id();
restart:
    /* Reset the pending bitmask before enabling irqs */
    set_softirq_pending(0);

    local_irq_enable();

    h = softirq_vec;

    do {
        if (pending & 1) {
            h->action(h);
            rcu_bh_qsctr_inc(cpu);
        }
        h++;
        pending >>= 1;
    } while (pending);

    local_irq_disable();

    pending = local_softirq_pending();
    if (pending && --max_restart)
        goto restart;

    if (pending)
        wakeup_softirqd();

    trace_softirq_exit();

    account_system_vtime(current);
    _local_bh_enable();
}

 

到此，linux内核软中断的大致执行和实现基本上分析完了，中间有很多地方没有注释的，主要是考虑到需要别的实现机制以及有的比较易懂。能够自己看懂。

 


 


  Tasklet机制是一种较为特殊的软中断。Tasklet一词的原意是“小片任务”的意思，这里是指一小段可执行的代码，且通常以函数的形式出现。软中断向量HI_SOFTIRQ和TASKLET_SOFTIRQ均是用tasklet机制来实现的。
       从某种程度上讲，tasklet机制是Linux内核对BH机制的一种扩展。在2.4内核引入了softirq机制后，原有的BH机制正是通过 tasklet机制这个桥梁来纳入softirq机制的整体框架中的。正是由于这种历史的延伸关系，使得tasklet机制与一般意义上的软中断有所不 同，而呈现出以下两个显著的特点：
1. 与一般的软中断不同，某一段tasklet代码在某个时刻只能在一个CPU上运行，而不像一般的软中断服务函数（即softirq_action结构中的action函数指针）那样在同一时刻可以被多个CPU并发地执行。
2. 与BH机制不同，不同的tasklet代码在同一时刻可以在多个CPU上并发地执行，而不像BH机制那样必须严格地串行化执行（也即在同一时刻系统中只能有一个CPU执行BH函数）。


Linux用数据结构tasklet_struct来描述一个tasklet。该数据结构定义在include/linux/interrupt.h头文件中。如下所示：

struct tasklet_struct
{
       struct tasklet_struct *next;
       unsigned long state;
       atomic_t count;
       void (*func)(unsigned long);
       unsigned long data;
};

各成员的含义如下：
（1）next指针：指向下一个tasklet的指针。
（2） state：定义了这个tasklet的当前状态。这一个32位的无符号长整数，当前只使用了bit［1］和bit［0］两个状态位。其中，bit［1］ ＝1表示这个tasklet当前正在某个CPU上被执行，它仅对SMP系统才有意义，其作用就是为了防止多个CPU同时执行一个tasklet的情形出 现；bit［0］＝1表示这个tasklet已经被调度去等待执行了。对这两个状态位的宏定义如下所示（interrupt.h）：

enum
{
        TASKLET_STATE_SCHED, /* Tasklet is scheduled for execution */
        TASKLET_STATE_RUN /* Tasklet is running (SMP only) */
};

（3） 原子计数count：对这个tasklet的引用计数值。NOTE！只有当count等于0时，tasklet代码段才能执行，也即此时tasklet是 被使能的；如果count非零，则这个tasklet是被禁止的。任何想要执行一个tasklet代码段的人都首先必须先检查其count成员是否为0。
（4）函数指针func：指向以函数形式表现的可执行tasklet代码段。
（5）data：函数func的参数。这是一个32位的无符号整数，其具体含义可供func函数自行解释，比如将其解释成一个指向某个用户自定义数据结构的地址值。

Linux在interrupt.h头文件中又定义了两个用来定义tasklet_struct结构变量的辅助宏：

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

#define DECLARE_TASKLET_DISABLED(name, func, data) \
struct tasklet_struct name = { NULL, 0, ATOMIC_INIT(1), func, data }

显 然，从上述源代码可以看出，用DECLARE_TASKLET宏定义的tasklet在初始化时是被使能的（enabled），因为其count成员为 0。而用DECLARE_TASKLET_DISABLED宏定义的tasklet在初始时是被禁止的（disabled），因为其count等于1。
在这里，tasklet状态指两个方面：（1）state成员所表示的运行状态；（2）count成员决定的使能／禁止状态。

改变一个tasklet的运行状态

state 成员中的bit［0］表示一个tasklet是否已被调度去等待执行，bit［1］表示一个tasklet是否正在某个CPU上执行。对于state变量 中某位的改变必须是一个原子操作，因此可以用定义在include/asm/bitops.h头文件中的位操作来进行。
由于bit［1］这一位（即TASKLET_STATE_RUN）仅仅对于SMP系统才有意义，因此Linux在Interrupt.h头文件中显示地定义了对TASKLET_STATE_RUN位的操作。如下所示：

#ifdef CONFIG_SMP
#define tasklet_trylock(t) (!test_and_set_bit(TASKLET_STATE_RUN, &(t)->state))
#define tasklet_unlock_wait(t) while (test_bit(TASKLET_STATE_RUN, &(t)->state)) { /* NOTHING */ }
#define tasklet_unlock(t) clear_bit(TASKLET_STATE_RUN, &(t)->state)
#else
#define tasklet_trylock(t) 1
#define tasklet_unlock_wait(t) do { } while (0)
#define tasklet_unlock(t) do { } while (0)
#endif

      显 然，在SMP系统同，tasklet_trylock()宏将把一个tasklet_struct结构变量中的state成员中的bit［1］位设置成 1，同时还返回bit［1］位的非。因此，如果bit［1］位原有值为1（表示另外一个CPU正在执行这个tasklet代码），那么 tasklet_trylock()宏将返回值0，也就表示上锁不成功。如果bit［1］位的原有值为0，那么tasklet_trylock()宏将返 回值1，表示加锁成功。而在单CPU系统中，tasklet_trylock()宏总是返回为1。
       任何想要执行某个tasklet代码的程序 都必须首先调用宏tasklet_trylock()来试图对这个tasklet进行上锁（即设置TASKLET_STATE_RUN位），且只能在上锁 成功的情况下才能执行这个tasklet。建议！即使你的程序只在CPU系统上运行，你也要在执行tasklet之前调用tasklet_trylock ()宏，以便使你的代码获得良好可移植性。
       在SMP系统中，tasklet_unlock_wait()宏将一直不停地测试 TASKLET_STATE_RUN位的值，直到该位的值变为0（即一直等待到解锁），假如：CPU0正在执行tasklet A的代码，在此期间，CPU1也想执行tasklet A的代码，但CPU1发现tasklet A的TASKLET_STATE_RUN位为1，于是它就可以通过tasklet_unlock_wait()宏等待tasklet A被解锁（也即TASKLET_STATE_RUN位被清零）。在单CPU系统中，这是一个空操作。
宏tasklet_unlock()用来对一个tasklet进行解锁操作，也即将TASKLET_STATE_RUN位清零。在单CPU系统中，这是一个空操作。

使能／禁止一个tasklet

使能与禁止操作往往总是成对地被调用的，tasklet_disable()函数如下（interrupt.h）：

static inline void tasklet_disable(struct tasklet_struct *t)
{
tasklet_disable_nosync(t);
tasklet_unlock_wait(t);
}

函数tasklet_disable_nosync()也是一个静态inline函数，它简单地通过原子操作将count成员变量的值减1。如下所示（interrupt.h）：

static inline void tasklet_disable_nosync(struct tasklet_struct *t)
{
atomic_inc(&t->count);
}

函数tasklet_enable()用于使能一个tasklet，如下所示（interrupt.h）：

static inline void tasklet_enable(struct tasklet_struct *t)
{
atomic_dec(&t->count);
}



函数tasklet_init()用来初始化一个指定的tasklet描述符，其源码如下所示（kernel/softirq.c）：

void tasklet_init(struct tasklet_struct *t,
void (*func)(unsigned long), unsigned long data)
{
t->func = func;
t->data = data;
t->state = 0;
atomic_set(&t->count, 0);
}


函数tasklet_kill()用来将一个已经被调度了的tasklet杀死，即将其恢复到未调度的状态。其源码如下所示（kernel/softirq.c）：

void tasklet_kill(struct tasklet_struct *t)
{
if (in_interrupt())
printk("Attempt to kill tasklet from interrupt\n");

while (test_and_set_bit(TASKLET_STATE_SCHED, &t->state)) {
current->state = TASK_RUNNING;
do {
current->policy |= SCHED_YIELD;
schedule();
} while (test_bit(TASKLET_STATE_SCHED, &t->state));
}
tasklet_unlock_wait(t);
clear_bit(TASKLET_STATE_SCHED, &t->state);
}



多个tasklet可以通过tasklet描述符中的next成员指针链接成一个单向对列。为此，Linux专门在头文件include/linux/interrupt.h中定义了数据结构tasklet_head来描述一个tasklet对列的头部指针。如下所示：

struct tasklet_head
{
struct tasklet_struct *list;
} __attribute__ ((__aligned__(SMP_CACHE_BYTES)));

尽 管tasklet机制是特定于软中断向量HI_SOFTIRQ和TASKLET_SOFTIRQ的一种实现，但是tasklet机制仍然属于 softirq机制的整体框架范围内的，因此，它的设计与实现仍然必须坚持“谁触发，谁执行”的思想。为此，Linux为系统中的每一个CPU都定义了一 个tasklet对列头部，来表示应该有各个CPU负责执行的tasklet对列。如下所示（kernel/softirq.c）：

struct tasklet_head tasklet_vec[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
struct tasklet_head tasklet_hi_vec[NR_CPUS] __cacheline_aligned;

其 中，tasklet_vec［］数组用于软中断向量TASKLET_SOFTIRQ，而tasklet_hi_vec［］数组则用于软中断向量 HI_SOFTIRQ。也即，如果CPUi（0≤i≤NR_CPUS-1）触发了软中断向量TASKLET_SOFTIRQ，那么对列 tasklet_vec［i］中的每一个tasklet都将在CPUi服务于软中断向量TASKLET_SOFTIRQ时被CPUi所执行。同样地，如果 CPUi（0≤i≤NR_CPUS-1）触发了软中断向量HI_SOFTIRQ，那么队列tasklet_vec［i］中的每一个tasklet都将 CPUi在对软中断向量HI_SOFTIRQ进行服务时被CPUi所执行。
队列tasklet_vec［I］和tasklet_hi_vec ［I］中的各个tasklet是怎样被所CPUi所执行的呢？其关键就是软中断向量TASKLET_SOFTIRQ和HI_SOFTIRQ的软中断服务程 序，tasklet_action()函数和tasklet_hi_action()函数。下面我们就来分析这两个函数。

Linux 为软中断向量TASKLET_SOFTIRQ和HI_SOFTIRQ实现了专用的触发函数和软中断服务函数。其中，tasklet_schedule() 函数和tasklet_hi_schedule()函数分别用来在当前CPU上触发软中断向量TASKLET_SOFTIRQ和HI_SOFTIRQ，并 把指定的tasklet加入当前CPU所对应的tasklet队列中去等待执行。而tasklet_action()函数和 tasklet_hi_action()函数则分别是软中断向量TASKLET_SOFTIRQ和HI_SOFTIRQ的软中断服务函数。在初始化函数 softirq_init()中，这两个软中断向量对应的描述符softirq_vec［0］和softirq_vec［3］中的action函数指针就 被分别初始化成指向函数tasklet_hi_action()和函数tasklet_action（）。

（1）软中断向量TASKLET_SOFTIRQ的触发函数tasklet_schedule（）
该函数实现在include/linux/interrupt.h头文件中，是一个inline函数。其源码如下所示：

static inline void tasklet_schedule(struct tasklet_struct *t)
{
if (!test_and_set_bit(TASKLET_STATE_SCHED, &t->state)) {
int cpu = smp_processor_id();
unsigned long flags;

local_irq_save(flags);
t->next = tasklet_vec[cpu].list;
tasklet_vec[cpu].list = t;
__cpu_raise_softirq(cpu, TASKLET_SOFTIRQ);
local_irq_restore(flags);
}
}

该函数的参数t指向要在当前CPU上被执行的tasklet。对该函数的NOTE如下：
① 调用test_and_set_bit()函数将待调度的tasklet的state成员变量的bit［0］位（也即 TASKLET_STATE_SCHED位）设置为1，该函数同时还返回TASKLET_STATE_SCHED位的原有值。因此如果bit［0］为的原 有值已经为1，那就说明这个tasklet已经被调度到另一个CPU上去等待执行了。由于一个tasklet在某一个时刻只能由一个CPU来执行，因此 tasklet_schedule()函数什么也不做就直接返回了。否则，就继续下面的调度操作。
②首先，调用local_irq_save()函数来关闭当前CPU的中断，以保证下面的步骤在当前CPU上原子地被执行。
③然后，将待调度的tasklet添加到当前CPU对应的tasklet队列的首部。
④接着，调用__cpu_raise_softirq()函数在当前CPU上触发软中断请求TASKLET_SOFTIRQ。
⑤最后，调用local_irq_restore()函数来开当前CPU的中断。

（2）软中断向量TASKLET_SOFTIRQ的服务程序tasklet_action（）
函 数tasklet_action()是tasklet机制与软中断向量TASKLET_SOFTIRQ的联系纽带。正是该函数将当前CPU的 tasklet队列中的各个tasklet放到当前CPU上来执行的。该函数实现在kernel/softirq.c文件中，其源代码如下：

static void tasklet_action(struct softirq_action *a)
{
int cpu = smp_processor_id();
struct tasklet_struct *list;

local_irq_disable();
list = tasklet_vec[cpu].list;
tasklet_vec[cpu].list = NULL;
local_irq_enable();

while (list != NULL) {
struct tasklet_struct *t = list;

list = list->next;

if (tasklet_trylock(t)) {
if (atomic_read(&t->count) == 0) {
clear_bit(TASKLET_STATE_SCHED, &t->state);

t->func(t->data);
/*
* talklet_trylock() uses test_and_set_bit that imply
* an mb when it returns zero, thus we need the explicit
* mb only here: while closing the critical section.
*/
#ifdef CONFIG_SMP
smp_mb__before_clear_bit();
#endif
tasklet_unlock(t);
continue;
}
tasklet_unlock(t);
}
local_irq_disable();
t->next = tasklet_vec[cpu].list;
tasklet_vec[cpu].list = t;
__cpu_raise_softirq(cpu, TASKLET_SOFTIRQ);
local_irq_enable();
}
}

注释如下：
① 首先，在当前CPU关中断的情况下，“原子”地读取当前CPU的tasklet队列头部指针，将其保存到局部变量list指针中，然后将当前CPU的 tasklet队列头部指针设置为NULL，以表示理论上当前CPU将不再有tasklet需要执行（但最后的实际结果却并不一定如此，下面将会看到）。
②然后，用一个while{}循环来遍历由list所指向的tasklet队列，队列中的各个元素就是将在当前CPU上执行的tasklet。循环体的执行步骤如下：
l 用指针t来表示当前队列元素，即当前需要执行的tasklet。
l 更新list指针为list->next，使它指向下一个要执行的tasklet。
l 用tasklet_trylock()宏试图对当前要执行的tasklet（由指针t所指向）进行加锁，如果加锁成功（当前没有任何其他CPU正在执行这 个tasklet），则用原子读函数atomic_read()进一步判断count成员的值。如果count为0，说明这个tasklet是允许执行 的，于是：（1）先清除TASKLET_STATE_SCHED位；（2）然后，调用这个tasklet的可执行函数func；（3）执行barrier ()操作；（4）调用宏tasklet_unlock()来清除TASKLET_STATE_RUN位。（5）最后，执行continue语句跳过下面的 步骤，回到while循环继续遍历队列中的下一个元素。如果count不为0，说明这个tasklet是禁止运行的，于是调用 tasklet_unlock()清除前面用tasklet_trylock()设置的TASKLET_STATE_RUN位。
l 如果tasklet_trylock()加锁不成功，或者因为当前tasklet的count值非0而不允许执行时，我们必须将这个tasklet重新放 回到当前CPU的tasklet队列中，以留待这个CPU下次服务软中断向量TASKLET_SOFTIRQ时再执行。为此进行这样几步操作：（1）先关 CPU中断，以保证下面操作的原子性。（2）把这个tasklet重新放回到当前CPU的tasklet队列的首部；（3）调用 __cpu_raise_softirq()函数在当前CPU上再触发一次软中断请求TASKLET_SOFTIRQ；（4）开中断。
l 最后，回到while循环继续遍历队列。

（3）软中断向量HI_SOFTIRQ的触发函数tasklet_hi_schedule()
该函数与tasklet_schedule()几乎相同，其源码如下（include/linux/interrupt.h）：

static inline void tasklet_hi_schedule(struct tasklet_struct *t)
{
if (!test_and_set_bit(TASKLET_STATE_SCHED, &t->state)) {
int cpu = smp_processor_id();
unsigned long flags;

local_irq_save(flags);
t->next = tasklet_hi_vec[cpu].list;
tasklet_hi_vec[cpu].list = t;
__cpu_raise_softirq(cpu, HI_SOFTIRQ);
local_irq_restore(flags);
}
}


（4）软中断向量HI_SOFTIRQ的服务函数tasklet_hi_action（）
该函数与tasklet_action()函数几乎相同，其源码如下（kernel/softirq.c）：

static void tasklet_hi_action(struct softirq_action *a)
{
int cpu = smp_processor_id();
struct tasklet_struct *list;

local_irq_disable();
list = tasklet_hi_vec[cpu].list;
tasklet_hi_vec[cpu].list = NULL;
local_irq_enable();

while (list != NULL) {
struct tasklet_struct *t = list;

list = list->next;

if (tasklet_trylock(t)) {
if (atomic_read(&t->count) == 0) {
clear_bit(TASKLET_STATE_SCHED, &t->state);

t->func(t->data);
tasklet_unlock(t);
continue;
}
tasklet_unlock(t);
}
local_irq_disable();
t->next = tasklet_hi_vec[cpu].list;
tasklet_hi_vec[cpu].list = t;
__cpu_raise_softirq(cpu, HI_SOFTIRQ);
local_irq_enable();
}
}


Bottom Half机制在新的softirq机制中被保留下来，并作为softirq框架的一部分。其实现也似乎更为复杂些，因为它是通过tasklet机制这个中 介桥梁来纳入softirq框架中的。实际上，软中断向量HI_SOFTIRQ是内核专用于执行BH函数的。

原有的32个BH函数指针被保留，定义在kernel/softirq.c文件中：
static void (*bh_base[32])(void);

但是，每个BH函数都对应有一个tasklet，并由tasklet的可执行函数func来负责调用相应的bh函数（func函数的参数指定调用哪一个BH函数）。与32个BH函数指针相对应的tasklet的定义如下所示（kernel/softirq.c）：
struct tasklet_struct bh_task_vec[32];

上述tasklet数组使系统全局的，它对所有的CPU均可见。由于在某一个时刻只能有一个CPU在执行BH函数，因此定义一个全局的自旋锁来保护BH函数，如下所示（kernel/softirq.c）：
spinlock_t global_bh_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;

 

posted on 2013-02-18 10:25  爱哎唉  阅读(230)  评论(0)    收藏  举报