Linux中断子系统（三）-softirq和tasklet

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1. 概述

中断子系统中有一个重要的设计机制，那就是Top-half和Bottom-half，将紧急的工作放置在Top-half中来处理，而将耗时的工作放置在Bottom-half中来处理，这样确保Top-half能尽快完成处理，那么为什么需要这么设计呢？看一张图就明白了：

• ARM处理器在进行中断处理时，处理器进行异常模式切换，此时会将中断进行关闭，处理完成后再将中断打开；
• 如果中断不分上下半部处理，那么意味着只有等上一个中断完成处理后才会打开中断，下一个中断才能得到响应。当某个中断处理处理时间较长时，很有可能就会造成其他中断丢失而无法响应，这个显然是难以接受的，比如典型的时钟中断，作为系统的脉搏，它的响应就需要得到保障；
• 中断分成上下半部处理可以提高中断的响应能力，在上半部处理完成后便将中断打开（通常上半部处理越快越好），这样就可以响应其他中断了，等到中断退出的时候再进行下半部的处理；
• 中断的Bottom-half机制，包括了softirq、tasklet、workqueue、以及前文中提到过的中断线程化处理等，其中tasklet又是基于softirq来实现的，这也是本文讨论的主题；

在中断处理过程中，离不开各种上下文的讨论，了解不同上下文的区分有助于中断处理的理解，所以，还是来一张老图吧：

• task_struct结构体中的thread_info.preempt_count用于记录当前任务所处的context状态；
• PREEMPT_BITS：用于记录禁止抢占的次数，禁止抢占一次该值就加1，使能抢占该值就减1；
• SOFTIRQ_BITS：用于同步处理，关掉下半部的时候加1，打开下半部的时候减1；
• HARDIRQ_BITS：用于表示处于硬件中断上下文中；

前戏结束了，直奔主题吧。

2. softirq

2.1 初始化

softirq不支持动态分配，Linux kernel提供了静态分配，关键的结构体描述如下，可以类比硬件中断来理解：

    /* 支持的软中断类型，可以认为是软中断号， 其中从上到下优先级递减 */
    enum
    {
    	HI_SOFTIRQ=0,       /* 最高优先级软中断 */
    	TIMER_SOFTIRQ,      /* Timer定时器软中断 */
    	NET_TX_SOFTIRQ,     /* 发送网络数据包软中断 */
    	NET_RX_SOFTIRQ,     /* 接收网络数据包软中断 */