Linux軟中斷

在由內核執行的幾個任務之間有些不是緊急的，在必要情況下他們可以延遲一段時間。一個中斷處理程序的幾個中斷服務例程之間是串行執行的，並且通常在一個中斷的處理程序結束前，不應該再次出現這個中斷。相反，可延遲中斷可以在開中斷的情況下執行。

linux中所謂的可延遲函數，包括軟中斷和tasklet以及通過中作隊列執行的函數（這個以後說），軟中斷的分配是靜態的（即值編譯時定義），而tasklet的分配和初始化可以在運行時進行。

軟中斷

軟中斷所使用的數據結構定義為

1. static struct softirq_action softirq_vec[NR_SOFTIRQS] __cacheline_aligned_in_smp;

其中softirq_action類型為一個函數指針，從這裡也可以看出，軟中斷的個數是有限的有NR_SOFTIRQS個，具體的定義如下:

1. enum
2. {
3. HI_SOFTIRQ=0,
4. TIMER_SOFTIRQ,
5. NET_TX_SOFTIRQ,
6. NET_RX_SOFTIRQ,
7. BLOCK_SOFTIRQ,
8. BLOCK_IOPOLL_SOFTIRQ,
9. TASKLET_SOFTIRQ,
10. SCHED_SOFTIRQ,
11. HRTIMER_SOFTIRQ,
12. RCU_SOFTIRQ, /* Preferable RCU should always be the last softirq */
14. NR_SOFTIRQS
15. };

可以看出，一共10個軟中斷。

1. struct softirq_action
2. {
3. void (*action)(struct softirq_action *);
4. };

軟中斷的初始化

1. /*初始化軟中斷*/
2. void open_softirq(int nr, void (*action)(struct softirq_action *))
3. {
4. softirq_vec[nr].action = action;
5. }

上面函數中，參數nr為softirq_vec[]數組的下標，初始化就是初始化softirq_vec[]數組內容。

初始化了軟中斷後，要執行，接下來要做的是激活軟中斷，運用下面函數

1. /*激活軟中斷*/
2. void raise_softirq(unsigned int nr)
3. {
4. unsigned long flags;
5. /*保存eflags寄存器IF標志的狀態值
6. 並禁用本地CPU上得中斷*/
7. local_irq_save(flags);
9. raise_softirq_irqoff(nr);
10. local_irq_restore(flags);
11. }

具體的激活工作由raise_softirq_irqoff函數實現

1. /*
2. * This function must run with irqs disabled!
3. */
4. inline void raise_softirq_irqoff(unsigned int nr)
5. {
6. /*把軟中斷標記為掛起*/
7. __raise_softirq_irqoff(nr);
9. /*
10. * If we're in an interrupt or softirq, we're done
11. * (this also catches softirq-disabled code). We will
12. * actually run the softirq once we return from
13. * the irq or softirq.
14. *
15. * Otherwise we wake up ksoftirqd to make sure we
16. * schedule the softirq soon.
17. */
18. if (!in_interrupt())
19. wakeup_softirqd();/*喚醒本地的內核線程*/
20. }

守護線程softirqd就是對軟中斷的處理

1. static int ksoftirqd(void * __bind_cpu)
2. {
3. /*設置進程狀態為可中斷*/
4. set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
6. while (!kthread_should_stop()) {/*不應該馬上返回*/
7. preempt_disable();
8. /*實現軟中斷中一個關鍵數據結構是每個
9. CPU都有的32位掩碼(描述掛起的軟中斷)，
10. 他存放在irq_cpustat_t數據結構的__softirq_pending
11. 字段中。為了獲取或設置位掩碼的值，
12. 內核使用宏local_softirq_pending，他選擇cpu的
13. 軟中斷為掩碼*/
14. if (!local_softirq_pending()) {/*位掩碼為0，標示沒有軟中斷*/
15. preempt_enable_no_resched();
16. schedule();
17. preempt_disable();
18. }
20. __set_current_state(TASK_RUNNING);
22. while (local_softirq_pending()) {
23. /* Preempt disable stops cpu going offline.
24. If already offline, we'll be on wrong CPU:
25. don't process */
26. if (cpu_is_offline((long)__bind_cpu))
27. goto wait_to_die;
28. do_softirq();/*調用軟中斷處理函數*/
29. preempt_enable_no_resched();
30. cond_resched();
31. preempt_disable();
32. rcu_sched_qs((long)__bind_cpu);
33. }
34. preempt_enable();
35. set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
36. }
37. __set_current_state(TASK_RUNNING);
38. return 0;
40. wait_to_die:
41. preempt_enable();
42. /* Wait for kthread_stop */
43. set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
44. while (!kthread_should_stop()) {
45. schedule();
46. set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
47. }
48. __set_current_state(TASK_RUNNING);
49. return 0;
50. }