[linux内核][linux中断]——软中断机制

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一，linux软中断的概念

软中断（softirq）常常表示可延迟函数的所有种类，目前linux上使用的软中断个数是有限的，linux最多注册32个，目前使用了10个，在interrupt.h中定义，中断上下文：表示内核当前正在执行一个中断处理程序或者一个可延迟函数。软中断（即使同一类型的软中断）可以并发运行在多个CPU上，因此软中断是可重入函数必须使用自旋锁保护其数据结构。一个软中断不会去抢占另外一个软中断。

软中断和tasklet的区别

由于软中断必须使用可重入函数，这就导致设计上的复杂度变高，作为设备驱动程序的开发者来说，增加了负担。而如果某种应用并不需要在多个CPU上并行执行，那么软中断其实是没有必要的。因此诞生了弥补以上两个要求的tasklet。它具有以下特性：

a）一种特定类型的tasklet只能运行在一个CPU上，不能并行，只能串行执行。

b）多个不同类型的tasklet可以并行在多个CPU上。

c）软中断是静态分配的，在内核编译好之后，就不能改变。但tasklet就灵活许多，可以在运行时改变（比如添加模块时）。

软中断的实现：

软中断由softirq_action结构体表示

 

struct softirq_action{
 void (*action)(struct sotfirq_action*)
kernel/softirq.c中定义了一个包含有32个该结构体的数组
static struct softirq_action softirq_vec[NR_SOFTIRQS]

 

 

 

1，注册软中断函数 open_softirq

void open_softirq(int nr, void (*action)(struct softirq_action *))
{
    /* softirq_vec是个struct softirq_action类型的数组 */
    softirq_vec[nr].action = action;
}

2，触发软中断的函数 raise_softirq 参见 kernel/softirq.c文件

 

void raise_softirq(unsigned int nr)
{
    unsigned long flags;

    local_irq_save(flags);
    raise_softirq_irqoff(nr);
    local_irq_restore(flags);
}

 

 

 

 

3，执行软中断 do_softirq 参见 kernel/softirq.c文件，如果有待处理的软中断，do_softirq()会循环遍历每一个，调用它们的处理程序。

asmlinkage void do_softirq(void)
{
    __u32 pending;
    unsigned long flags;
    /* 判断是否在中断处理中，如果正在中断处理，就直接返回 */
    if (in_interrupt())
        return;
    /* 保存当前寄存器的值 */
    local_irq_save(flags);
    /* 取得当前已注册软中断的位图 */
    pending = local_softirq_pending();
    /* 循环处理所有已注册的软中断 */
    if (pending)
        __do_softirq();
    /* 恢复寄存器的值到中断处理前 */
    local_irq_restore(flags);
}

4，执行相应的软中断 - 执行自己写的中断处理linux中，执行软中断有专门的内核线程，每个处理器对应一个线程，名称ksoftirqd/n