Linux中斷延遲之tasklet

tasklet是I/O驅動程序中實現可延遲函數的首選方法。從下面的內核代碼的分析中我們會看到，tasklet建立在兩個叫做HI_SOFTIRQ和TASKLET_SOFTIRQ的軟中斷之上。幾個tasklet可以與同一個軟中斷相關聯，每個tasklet執行自己的函數。tasklet和高優先級的tasklet分別存放在tasklet_vec和tasklet_hi_vec數組中。下面我們結合具體的代碼來了解他的實現和運用。

tasklet的內核實現

在start_kernel函數做內核初始化工作的時候會調用函數softirq_init

1. void __init softirq_init(void)
2. {
3. int cpu;
5. for_each_possible_cpu(cpu) {
6. int i;
7. /*對tasklet相關pcp變量的初始化*/
8. per_cpu(tasklet_vec, cpu).tail =
9. &per_cpu(tasklet_vec, cpu).head;
10. per_cpu(tasklet_hi_vec, cpu).tail =
11. &per_cpu(tasklet_hi_vec, cpu).head;
12. for (i = 0; i < NR_SOFTIRQS; i++)
13. INIT_LIST_HEAD(&per_cpu(softirq_work_list[i], cpu));
14. }
16. register_hotcpu_notifier(&remote_softirq_cpu_notifier);
17. /*將tasklet 執行函數加入軟中斷向量中,
18. 這個執行函數會執行tasklet對應一個鏈表
19. 中的所有函數*/
20. open_softirq(TASKLET_SOFTIRQ, tasklet_action);
21. open_softirq(HI_SOFTIRQ, tasklet_hi_action);
22. }

open_softirq函數在前面我們已經分析過了，在這裡可以看出，兩類tasklet以一個軟中斷的方式加入軟中斷向量中，而這兩種tasklet實際上位兩個鏈表，就是上面的tasklet_hi_vec和tasklet_vec，我們看一個就行了，實現大同小異。

1. static void tasklet_action(struct softirq_action *a)
2. {
3. struct tasklet_struct *list;
5. local_irq_disable();/*禁用本地中斷*/
6. list = __get_cpu_var(tasklet_vec).head;/*將鏈表的地址保存*/
7. __get_cpu_var(tasklet_vec).head = NULL;/*已調度的tasklet描述符的鏈表被清空*/
8. __get_cpu_var(tasklet_vec).tail = &__get_cpu_var(tasklet_vec).head;
9. local_irq_enable();/*打開本地中斷*/
11. while (list) {/*對於list鏈表的每個tasklet描述符*/
12. struct tasklet_struct *t = list;
14. list = list->next;
16. if (tasklet_trylock(t)) {
17. /*通過查看tasklet描述符的count字段，
18. 檢查tasklet是否被禁止*/
19. if (!atomic_read(&t->count)) {/*如果沒有禁止*/
20. /*清楚調度標志*/
21. if (!test_and_clear_bit(TASKLET_STATE_SCHED, &t->state))
22. BUG();
23. t->func(t->data);/*執行對應函數*/
24. tasklet_unlock(t);
25. continue;/*繼續下一個*/
26. }
27. tasklet_unlock(t);
28. }
29. /*運行到這裡，表示tasklet被禁止*/
30. local_irq_disable();
31. t->next = NULL;
32. /*重新插入到鏈表中，然後再次激活軟中斷*/
33. *__get_cpu_var(tasklet_vec).tail = t;
34. __get_cpu_var(tasklet_vec).tail = &(t->next);
35. /*這裡的激活實際上設置位掩碼pending
36. 的對應位，使其在軟中斷時能夠被執行*/
37. __raise_softirq_irqoff(TASKLET_SOFTIRQ);
38. local_irq_enable();
39. }
40. }

可以看到，tasklet其實是軟中斷中兩項，每一項對應的不是一個軟中斷函數，而是一個鏈表上的所有函數，在對應的軟中斷到來時，對應鏈表中的所有函數都將得到執行。而對於tasklet的喚醒其實就是設置pending位掩碼的相應位，使軟中斷到來時會執行他。

tasklet的內核編程與應用

了解了tasklet的內核實現，對於他的應用就很簡單了，首先，你應該分配一個新的tasklet_struct數據結構，並調用tasklet_init函��初始化它。

1. void tasklet_init(struct tasklet_struct *t,
2. void (*func)(unsigned long), unsigned long data)
3. {
4. t->next = NULL;
5. t->state = 0;
6. atomic_set(&t->count, 0);
7. t->func = func;
8. t->data = data;
9. }

為了重新激活你的tasklet，調用tasklet_enable函數；

為了激活tasklet，根據自己tasklet需要的優先級，調用tasklet_schedule函數或tasklet_hi_schedule函數。我們也只看一個

1. static inline void tasklet_hi_schedule(struct tasklet_struct *t)
2. {
3. /*標志位的檢查*/
4. if (!test_and_set_bit(TASKLET_STATE_SCHED, &t->state))
5. __tasklet_hi_schedule(t);
6. }

1. void __tasklet_hi_schedule(struct tasklet_struct *t)
2. {
3. unsigned long flags;
5. local_irq_save(flags);
6. t->next = NULL;
7. *__get_cpu_var(tasklet_hi_vec).tail = t;
8. __get_cpu_var(tasklet_hi_vec).tail = &(t->next);
9. /*激活對應softirq_vec[]數組中HI_SOFTIRQ下標
10. 的軟中斷，就是tasklet_hi_vec鏈表*/
11. raise_softirq_irqoff(HI_SOFTIRQ);
12. local_irq_restore(flags);
13. }

實現了上面的幾個操作流程，當軟中斷函數一旦被喚醒就由do_softirq函數來執行。