Linux中斷子系統原理及應用總結

軟中斷一般而言在對時間要求較高的地方使用，常見的如網路

其分為八種型別

步驟函式

引數意義

1open_softirq

int nr, void(* action)(struct softirq_action *)

註冊nr型別的軟中斷，處理函式為action

2action

struct softirq_action *

中斷處理函式

3raise_softirq

int nr

觸發nr型別的軟中斷，設為掛起狀態，下次週期執行

其中在軟中斷執行時，允許響應中斷，也可被其他cpu再次啟用軟中斷，兩個同時執行，所以處理函式必須是可重入函式，唯一不響應中斷的時候就是在觸發中斷時raise_softirq，在設掛起後響應中斷

tasklet建立在軟中斷上，但是對比直接使用軟中斷來說，tasklet有以下幾點區別

簡單的說軟中斷可併發在cpu上執行，所以需要多考慮併發的同步和互斥

tasklet杜絕了同乙個任務併發執行，但是可以不同的tasklet在不同的cpu上可以同時執行

struct tasklet_struct

;

tasklet_state_sched //tasklet已被掛起，尚未執行

tasklet_state_run //tasklet正在執行

0 //使能tasklet，此狀態下被設定掛起時，才可執行

1 //失能tasklet

函式引數意義1

declare_tasklet

name,func,data

建立乙個引用計數器為0的tasklet

1declare_tasklet_disabled

name,func,data

建立乙個引用計數器為1的tasklet

2tasklet_init

struct tasklet_struct *t,void (*func)(unsigned long), unsigned long data

賦值乙個名為t的tasklet，其排程函式為func，data為排程函式的傳參，count為0

3func

unsigned long

實現排程函式

4tasklet_schedule

struct tasklet_struct *t

將名為t的tasklet標記掛起

5tasklet_disable

struct tasklet_struct *t

失能名為t的tasklet

6tasklet_enable

struct tasklet_struct *t

使能名為t的tasklet，與tasklet_disable成對使用

7tasklet_kill

struct tasklet_struct *t

將名為t的tasklet休眠，該函式可能會休眠

軟中段（包括tasklet）是人為申請觸發的，故而肯定會出現時而爆滿時而空閒的狀況，為了提高核心效率就必然會有一套動態效率控制的方法

ksoftirqd

為了解決軟中斷動態性數量而造成的核心效率問題，在每個處理器都有執行緒ksoftirqd，它在軟中斷爆滿時喚醒，此執行緒優先順序為最低，達到不搶占其他任務，卻肯定會執行的效果

示例場景：

當從中斷返回時觸發軟中段執行中斷下半部，在執行軟中斷時又可以重複觸發自身，形成迴圈，無限占用核心，當ksoftirqd出現時，觸發的軟中斷優先順序被調到最低，在執行其他的重要任務後才執行軟中斷，避免了核心被一直占用的問題

均以2.6.19以後的核心**為例

先看看關鍵的資料結構：

struct work_struct ;

[外鏈轉存失敗,源站可能有防盜煉機制,建議將儲存下來直接上傳(img-fhr9usar-1596530329714)(

struct delayed_work ;

struct workqueue_struct ;

預設的工作者執行緒

自創工作者執行緒

你也可以自己新開闢乙個執行緒，一般用預設執行緒

預設工作者執行緒api：

步驟函式

引數意義

1declare_work

name,void(func)(void)

建立乙個名為name的woke_struct，處理函式為func，函式引數為data

2func

void *data

實現處理函式

3schedule_work

struct work_struct *work

將work標記為掛起

4schedule_delayed_work

struct delayed_work *work,unsigned long delay

延時delay後將work標記為掛起

5flush_scheduled_work

void

等待工作佇列項全部執行完畢，期間休眠狀態

6cancel_delayed_work

struct delayed_work *work

取消延時的work

自創執行緒api：

步驟函式

引數意義

1create_workqueue

const char *name

2init_work

struct work_struct *work,void(func)(void)

賦值乙個work，處理函式為func，函式引數為work_struct中的data

3init_delayed_work

struct delayed_work *work, void(func)(void)

4queue_work

struct workqueue_struct*wq,struct work_struct *work

將work在wq中標記為掛起

5queue_delayed_work

struct workqueue_struct*wq,struct delayed_work *work,unsigned long delay

延時delay後將work在wq標記為掛起

6flush_workqueue

struct workqueue_struct*wq

等待wq工作項全部執行完畢，期間休眠狀態

7destroy_workqueue

struct workqueue_struct*wq

釋放建立的工作佇列

軟中斷、tasklet、工作佇列三者如何選擇

軟中斷、tasklet基本相近，tasklet基於軟中斷實現，如果對併發有要求可以使用軟中斷，否則一般而言都使用介面簡單的tasklet

工作佇列不同與兩者，其使用核心執行緒完成，工作在程序上下文，最大的特點就是可以睡眠，但是開銷較大

所以總結而言

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