【linux kernel】linux中断管理—软中断

linux中断管理—软中断

一、简介

​ 软中断是linux预留给系统中对时间要求最为严苛和最重要的中断下半部使用的。并且，驱动中只有一些对时间极其敏感的模块使用了。例如：块设备和网络子系统。linux系统中定义了几种软中断类型。如下所示（/include/interrupt.h）：

enum
{
	HI_SOFTIRQ=0,
	TIMER_SOFTIRQ,
	NET_TX_SOFTIRQ,
	NET_RX_SOFTIRQ,
	BLOCK_SOFTIRQ,
	BLOCK_IOPOLL_SOFTIRQ,
	TASKLET_SOFTIRQ,
	SCHED_SOFTIRQ,
	HRTIMER_SOFTIRQ,
	RCU_SOFTIRQ,    /* Preferable RCU should always be the last softirq */

	NR_SOFTIRQS
};

​ 如果不需要真正高频率的线程任务调度，请避免分配新的软中断。意味着，linux内核不希望开发者新去扩充软中断类型，可以使用tasklet来替代。

​ 在linux内核中，定义了一个数组softirq_vec[]来描述软中断。类似硬件中断描述数组irq_desc[]。

如下定义（/kernel/softirq.c）：

static struct softirq_action softirq_vec[NR_SOFTIRQS] __cacheline_aligned_in_smp;

​ 其中每个数组的元素为struct softirq_action类型。对于linux来说，系统中的10软中断则一一对应10个softirq_action。如下定义（/include/linux/interrupt.h）：

struct softirq_action
{
	void	(*action)(struct softirq_action *);
};

二、软中断相关API总结

​ （2-1）注册软中断

​ 通过调用open_softirq()函数接口可以注册一个软中断。如下定义（/kernel/softirq.c）：

void open_softirq(int nr, void (*action)(struct softirq_action *))
{
	softirq_vec[nr].action = action;
}

• nr ：软中断的序号。

​ 该函数较为简单，且没有过多的保护机制。可见，softirq_vec数组是一个多CPU共享的数组。因系统在启动时是串行运行的，对于软中断的初始化过程，不会产生冲突。

（2-2）主动触发一个软中断

​ 通过使用raise_softirq()函数可以主动触发一个软中断。定义定义（/kernel/softirq.c）：

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

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

​ 还可以使用raise_softirq_irqoff()函数触发。但是该函数运行在关闭本地中断的情况下（意味着该函数可以在进程上下文调用），如下定义（/kernel/softirq.c）：

/*
 * This function must run with irqs disabled!
 */
inline void raise_softirq_irqoff(unsigned int nr)
{
	__raise_softirq_irqoff(nr);

	if (!in_interrupt())
		wakeup_softirqd();
}