七、Linux的几种中断处理技术

为了兼顾对耗时工作的处理，Linux将中断的处理分为为上半部和下半部。上半部即我们通常说的中断处理程序，发生中断后就会运行上半部。上半部属于中断上下文，不能休眠，执行越快越好，不然用户态的应用程序会卡。对于比较耗时的工作，不能放到上半部，应该使用下半部机制或将中断线程化来处理。下面对常用的下半部机制和中断线程化进行归纳总结：

1. tasklet软中断

概述

taskelet是软中断的一种，属于软中断上下文。当CPU处理完硬件中断后，会顺带处理软中断，所以软中断里面也不允许休眠，不然就会长时间占用CPU，用户态的程序得不到运行就会卡顿。

接口

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

内核已经提供了各种软中断的处理函数，包括tasklet的，但是我们可以在调用tasklet_init()初始化软中断时提供一个用户回调函数，内核会在tasklet软中断处理函数里面调用我们提供的回调函数，我们可以把下半部代码放在回调函数里面。

2. 内核线程工作队列

概述

由于tasklet属于软中断，在软中断上下文里面不允许休眠，所以对软中断的执行效率要求也是比较高的，不能执行太耗时的任务。那么我们可以将太耗时的任务放到内核线程的工作队列里面去，由于内核线程跟用户线程同台竞争，不会一直抢占CPU，所以可以休眠，可以执行耗时任务。

接口

INIT_WORK(_work, _func);
static inline bool schedule_work(struct work_struct *work);

Linux有一个自带的内核线程，这个内核线程维护了一个工作队列，我们可以往这个队列里面添加一个个work，内核线程就会帮我们运行这些work。注意，由于内核线程只是一个内核态的线程，本身就是一个while(1)，所以work里面不要用死循环。

3. 自建内核线程（使用内核线程当工人）

概述

除了2里面使用的Linux自带的内核线程，我们还可以自己创建内核线程，毕竟自带的内核线程就一个，如果work多了就会需要排队执行，我们可以为驱动创建专属的内核线程，来处理本驱动的work。

接口

init_kthread_worker(worker)；//定义并初始化worker
kthread_run(threadfn, data, namefmt, …); //为worker创建一个内核线程
init_kthread_work(work, fn); //初始化一个work
bool queue_kthread_work(struct kthread_worker *worker,struct kthread_work *work); //交付工作(work)给工人(worker)
void flush_kthread_worker(struct kthread_worker *worker); //等待工人完成所有工作
int kthread_stop(struct task_struct *k); //停止内核线程

4. 中断线程化处理

概述

前面我们都是使用一个线程来处理中断下半部，但是一个线程只能在一个CPU上运行，如果我们有多个CPU，那多CPU的优势就没有发挥出来。此时我们可以使用中断线程化技术，直接申请线程化的中断。这样，来一个中断就会创建一个线程去处理，而不是通常的上半部 + 下半部了，这个线程可以运行在其中一个CPU上，让这些CPU共同分担工作。

接口

int request_threaded_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler,
			 irq_handler_t thread_fn, unsigned long irqflags,
			 const char *devname, void *dev_id);

以上就是Linux中常用的中断处理技术了。