Linux核心學習筆記五中斷推後處理機制

硬體通過中斷與作業系統進行通訊，通過對硬體驅動程式處註冊中斷處理程式，快速響應硬體的中斷。

硬體中斷優先順序很高，打斷當前正在執行的程式。有兩種情況：

硬體中斷在中斷處理程式中處理

硬體中斷延後再進行處理

這個具體硬體相關，在中斷處理程式中處理，打斷了當前正在執行的程式；所有中斷都將被遮蔽；如果占用時間太長不合適，

造成系統互動性，反應能力都會受到影響。需要在其中判斷平衡：

如果乙個任務對時間非常敏感，將其放在中斷處理程式中執行；

如果乙個人和和硬體相關，將其放在中斷處理程式中執行；

如果乙個任務要保證不被其他中斷打斷，將其放在中斷處理程式中執行；

其餘情況考慮延後機制中執行——下半部。

軟中斷是在編譯期間靜態分配的，在程式執行前將軟中斷假如到表中。

下面看一下這個過程：

加入軟中斷型別：

linux3.5.3**：

enum
;

//軟中斷表：

static structsoftirq_actionsoftirq_vec[nr_softirqs]

//軟中斷結構體

struct
softirq_action
;

註冊軟中斷處理函式：

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

觸發軟中斷：

void raise_softirq(unsigned int
nr)

執行軟中斷：

void irq_exit(void
)void __do_softirq(void
) 
//下乙個軟中斷
h++;
//下乙個軟中斷狀態標誌位
pending >>= 1
; } 
while
(pending);
local_irq_disable();
pending =local_softirq_pending();
if (pending && --max_restart)
goto
restart;
if(pending)
wakeup_softirqd();
lockdep_softirq_exit();
__local_bh_enable(softirq_offset);
}

軟中斷的基本結構如下圖表示：

軟中斷中表中有一種型別是：tasklet_softirq

tasklet就是利用軟中斷實現中斷推後處理機制。通常使用較多的是tasklet而不是軟中斷。

tasklet資料結構：

struct
tasklet_struct
;

state:

enum
;

count：為0允許啟用執行

宣告tasklet：可以動態或者靜態方式

靜態：

#define declare_tasklet(name, func, data) \
struct tasklet_struct name = 
#define declare_tasklet_disabled(name, func, data) \
struct tasklet_struct name =

動態：

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

同時需要編寫tasklet處理函式。

排程tasklet：

void tasklet_hi_schedule(struct tasklet_struct *t)

執行tasklet處理程式：繼續看上面排程tasklet程式執行：

inline void raise_softirq_irqoff(unsigned int
nr)//
使用ksoftirqd核心執行緒來處理
static
void wakeup_softirqd(void
)

ksoftirqd核心執行緒：軟中斷才被觸發頻率很高，在處理過程中還會重新觸發軟中斷；執行會導致使用者空間程序無法獲得處理時間處於飢餓狀態；

對重新觸發的軟中斷立即處理，會導致佔據處理時間過長；不進行立即處理不合適；

對此解決方法：

l 只要還有被觸發並等待處理和過程中重新觸發的軟中斷的軟中斷，本次執行就要負責處理；軟中斷立即處理，使用者空間得不到執行時間。

l 不處理過程中觸發的軟中斷，放到下乙個中斷執行時機時處理。軟中斷得不到立即處理，系統空閒時造成不合理；保證使用者空間得到執行時間。

兩種方式有存在問題，只能在這其中採取這種的方式：

核心使用執行緒處理軟中斷，執行緒優先順序較低，可以被搶占；能夠保證軟中斷被處理，也能保證使用者空間程式得到執行時間。

每個cpu上有存在這樣乙個執行緒：ksoftirqd/0或者ksoftirqd/1……

static __init int spawn_ksoftirqd(void
)early_initcall(spawn_ksoftirqd);
static
int __cpuinit cpu_callback(struct notifier_block *nfb,
unsigned 
long
action,
void *hcpu)

工作佇列（work queue）通過核心執行緒將中斷下半部分程式推後執行到執行緒中執行，工作佇列可以建立執行緒來處理相應任務。

工作佇列建立的執行緒為工作者執行緒：worker thread；系統提供預設的執行緒來處理工作者佇列。

工作者執行緒資料結構：

struct
workqueue_struct cpu_wq; 
/*i: cwq's 
*/struct list_head list; /*
w: list of all workqueues 
*/……
}

cpu工作佇列資料結構：

struct
cpu_workqueue_struct ;

工作資料結構：

struct
work_struct ;

宣告工作佇列：靜態：

#define declare_work(n, f)                             \
struct work_struct n = __work_initializer(n, f)

動態：

#define init_work(_work, _func)                                   \
dowhile (0)

需要編寫工作佇列處理函式：

typedef void (*work_func_t)(struct work_struct *work);

排程工作佇列：

int schedule_work(struct work_struct *work)
int queue_work(struct workqueue_struct *wq, struct work_struct *work)

喚醒工作者佇列執行緒處理。

執行工作者佇列處理程式：

static
int worker_thread(void *__worker)
while
(keep_working(gcwq));
}

可以建立新的工作者佇列和執行緒來處理。平衡是個很關鍵的問題！

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