RK3568中断-tasklet-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/ItJavawfc/article/details/149538986

中断tasklet 小实验，初步理解tasklet 使用

文章目录

tasklet 概念
TaskLet 参考资料
一、Tasklet 的关键特性
二、Tasklet 的主要 API 方法
三、Tasklet 的使用步骤
四、Tasklet 驱动案例
- 驱动程序流程分析
- - 实际驱动实验效果如下
五、Tasklet 的适用场景-限制
总结

tasklet 概念

在 Linux 内核驱动开发中，Tasklet 是一种常用的中断下半部（Bottom Half）机制，适用于延迟执行非紧急的中断处理任务。它运行在软中断上下文，不能睡眠，但能保证同一 Tasklet 不会在多个 CPU 上并发行，适合处理轻量级的中断后续工作。

TaskLet 参考资料

Linux 中断下半部tasklet
linux kernel的中断子系统之（九）：tasklet
Linux内核中的软中断、tasklet和工作队列详解（超详细~）
Linux下中断机制之tasklet执行过程（详细）总结
 【原创】Linux中断子系统（三）-softirq和tasklet

一、Tasklet 的关键特性

基于软中断
Tasklet 是通过软中断（HI_SOFTIRQ 或 TASKLET_SOFTIRQ）实现的，优先级低于硬件中断，但高于普通进程。
原子性调度
Tasklet 的调度（通过 tasklet_schedule()）必须在原子上下文中（如硬件中断、软中断或自旋锁保护的代码中）。
串行执行
同一个 Tasklet 实例不会在多个 CPU 上并发执行，避免了竞态条件。
不可睡眠
因为运行在软中断上下文，Tasklet 不能调用可能睡眠的函数（如 kmalloc(…, GFP_KERNEL)）

二、Tasklet 的主要 API 方法

函数/宏	说明
DECLARE_TASKLET(name, func, data)	静态定义 Tasklet，并绑定回调函数
DECLARE_TASKLET_DISABLED(name, func, data)	定义 Tasklet，但初始状态为禁用
tasklet_init(t, func, data)	动态初始化 Tasklet
tasklet_schedule(t)	调度 Tasklet（在软中断上下文中执行）
tasklet_hi_schedule(t)	以更高优先级（HI_SOFTIRQ）调度 Tasklet
tasklet_disable(t)	临时禁用 Tasklet（可嵌套调用）
tasklet_enable(t)	重新启用 Tasklet
tasklet_kill(t)	强制终止 Tasklet，确保不再运行

方法说明如上，核心常用的方法我理解又三个：
动态初始化 tasklet_init -> 调度执行task:tasklet_schedule -> 驱动卸载时候终止：tasklet_kill

后面再具体讲一讲核心方法和使用

三、Tasklet 的使用步骤

Tasklet 定义

定义tasklet 分为静态定义和动态定义，如下：

静态定义创建一个tasklet

#include <linux/interrupt.h>
// 定义 tasklet 处理函数
void my_tasklet_handler(unsigned long data)
{
// Tasklet 处理逻辑
// ...
} /
/ 静态初始化 tasklet
DECLARE_TASKLET(my_tasklet, my_tasklet_handler, 0);
// 驱动程序的其他代码

my_tasklet 是 tasklet 的名称， my_tasklet_handler 是 tasklet 的处理函数， 0是传递给处理函数的参数。但是需要注意的是，使用 DECLARE_TASKLET 静态初始化的 tasklet无法在运行时动态销毁，因此在不需要 tasklet 时，应该避免使用此方法。如果需要在运行时销毁 tasklet，应使用 tasklet_init 和 tasklet_kill 函数进行动态初始化和销毁，接下来我们来学习动态初始化函数

动态定义创建一个tasklet

函数原型：

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

t 是指向 tasklet 结构体的指针， func 是 tasklet 的处理函数， data 是传递给处理函数的参数
示例如下：

#include <linux/interrupt.h>
// 定义 tasklet 处理函数
void my_tasklet_handler(unsigned long data)
{
// Tasklet 处理逻辑
// ...
} /
/ 声明 tasklet 结构体
static struct tasklet_struct my_tasklet;
// 初始化 tasklet
tasklet_init(&my_tasklet, my_tasklet_handler, 0);
// 驱动程序的其他代码

我们首先定义了 my_tasklet_handler 作为 tasklet 的处理函数。然后，声明了一个名为 my_tasklet 的 tasklet 结构体。接下来，通过调用 tasklet_init 函数，进行动态初始化。

通过使用 tasklet_init 函数，我们可以在运行时动态创建和初始化 tasklet。这样，我们可以根据需要灵活地管理和控制 tasklet 的生命周期。在不再需要 tasklet 时，可以使用 tasklet_kill函数进行销毁，以释放相关资源

Tasklet - 调度

当你的tasklet 已经静态或者动态初始化好了之后，是需要调度才能执行起来的。可以使用tasklet_schedule 函数来调度（触发）一个已经初始化的 tasklet执行。
函数原型如下：

void tasklet_schedule(struct tasklet_struct *t);

其中， t 是指向 tasklet 结构体的指针。
示例如下：使用 tasklet_schedule 函数来调度 tasklet 执行

 #include <linux/interrupt.h>
// 定义 tasklet 处理函数
void my_tasklet_handler(unsigned long data)
{
// Tasklet 处理逻辑
// ...
} 
// 声明 tasklet 结构体
static struct tasklet_struct my_tasklet;
// 初始化 tasklet
tasklet_init(&my_tasklet, my_tasklet_handler, 0);
// 调度 tasklet 执行
tasklet_schedule(&my_tasklet);
// 驱动程序的其他代码

在上述示例中，我们首先定义了 my_tasklet_handler 作为 tasklet 的处理函数。然后，声明了一个名为 my_tasklet 的 tasklet 结构体，并使用 tasklet_init 函数对其进行初始化。最后，通过调用 tasklet_schedule 函数，我们调度（触发）了 my_tasklet 的执行。

需要注意的是，调度 tasklet 只是将 tasklet 标记为需要执行，并不会立即执行 tasklet 的处理函数。 实际的执行时间取决于内核的调度和处理机制

四、Tasklet 驱动案例

实验代码如下：

#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/gpio.h>
// #include <linux/delay.h>

int irq;
struct tasklet_struct mytasklet;

// 定义tasklet处理函数
void mytasklet_func(unsigned long data)
{
    printk("data is %ld\n", data);
    // msleep(3000);
}

// 中断处理函数
irqreturn_t test_interrupt(int irq, void *args)
{
    printk("This is test_interrupt\n");
    tasklet_schedule(&mytasklet); // 调度tasklet执行
    return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);
}
// 模块初始化函数
static int interrupt_irq_init(void)
{
    int ret;
    irq = gpio_to_irq(101); // 将GPIO转换为中断号
    printk("irq is %d\n", irq);

    // 请求中断
    ret = request_irq(irq, test_interrupt, IRQF_TRIGGER_RISING, "test", NULL);
    if (ret < 0)
    {
        printk("request_irq is error\n");
        return -1;
    }
    // 初始化tasklet
    tasklet_init(&mytasklet, mytasklet_func, 1);
    return 0;
}
// 模块退出函数
static void interrupt_irq_exit(void)
{

    free_irq(irq, NULL);
    tasklet_kill(&mytasklet); // 销毁tasklet
    printk("bye bye\n");
}

module_init(interrupt_irq_init); // 指定模块的初始化函数
module_exit(interrupt_irq_exit); // 指定模块的退出函数

MODULE_LICENSE("GPL");     // 模块使用的许可证
MODULE_AUTHOR("fangchen"); // 模块的作者

驱动程序流程分析

中断三大步骤：驱动中断核心点：gpio 转中断号(gpio_to_irq) -> 请求中断(request_irq) ->释放中断(free_irq)。
请求中断时候声明了标志位 IRQF_TRIGGER_RISING：上升沿触发方式，表示中断在信号上升沿时触发。
初始化tasklet： tasklet_init(&mytasklet, mytasklet_func, 1); 提供了task 是需要之前定义的，同步绑定了tasklet 回调函数 mytasklet_func
请求中断，中断函数回调 test_interrupt 方法，在这个函数里面去调度tasklet。这里我们再次思考一下 tasklet 定义：
tasklet 是一种特殊的软中断机制，被广泛用于处理中断下文相关的任务
那是不是可以这么理解：申请中断中绑定了中断回调函数，这个函数是中断上文，中断上文中调度的tasklet 就是中断下文。为什么叫下文？它只是在中断上文调度，但调度不是立即执行的，而且tasklet 里面是可以延时处理的，所以理解下 tasklet 和中断下文的意思。