linux中断延迟之tasklet

tasklet是I/O驱动程序中实现可延迟函数的首选方法。从下面的内核代码的分析中我们会看到，tasklet建立在两个叫做HI_SOFTIRQ和TASKLET_SOFTIRQ的软中断之上。几个tasklet可以与同一个软中断相关联，每个tasklet执行自己的函数。tasklet和高优先级的tasklet分别存放在tasklet_vec和tasklet_hi_vec数组中。下面我们结合具体的代码来了解他的实现和运用。

tasklet的内核实现

在start_kernel函数做内核初始化工作的时候会调用函数softirq_init

void __init softirq_init(void)
{
	int cpu;

	for_each_possible_cpu(cpu) {
		int i;
		/*对tasklet相关pcp变量的初始化*/
		per_cpu(tasklet_vec, cpu).tail =
			&per_cpu(tasklet_vec, cpu).head;
		per_cpu(tasklet_hi_vec, cpu).tail =
			&per_cpu(tasklet_hi_vec, cpu).head;
		for (i = 0; i < NR_SOFTIRQS; i++)
			INIT_LIST_HEAD(&per_cpu(softirq_work_list[i], cpu));
	}

	register_hotcpu_notifier(&remote_softirq_cpu_notifier);
	/*将tasklet 执行函数加入软中断向量中,
	这个执行函数会执行tasklet对应一个链表
	中的所有函数*/
	open_softirq(TASKLET_SOFTIRQ, tasklet_action);
	open_softirq(HI_SOFTIRQ, tasklet_hi_action);
}

open_softirq函数在前面我们已经分析过了，在这里可以看出，两类tasklet以一个软中断的方式加入软中断向量中，而这两种tasklet实际上位两个链表，就是上面的tasklet_hi_vec和tasklet_vec，我们看一个就行了，实现大同小异。

static void tasklet_action(struct softirq_action *a)
{
	struct tasklet_struct *list;

	local_irq_disable();/*禁用本地中断*/
	list = __get_cpu_var(tasklet_vec).head;/*将链表的地址保存*/
	__get_cpu_var(tasklet_vec).head = NULL;/*已调度的tasklet描述符的链表被清空*/
	__get_cpu_var(tasklet_vec).tail = &__get_cpu_var(tasklet_vec).head;
	local_irq_enable();/*打开本地中断*/

	while (list) {/*对于list链表的每个tasklet描述符*/
		struct tasklet_struct *t = list;

		list = list->next;

		if (tasklet_trylock(t)) {
			/*通过查看tasklet描述符的count字段，
			检查tasklet是否被禁止*/
			if (!atomic_read(&t->count)) {/*如果没有禁止*/
				/*清楚调度标志*/
				if (!test_and_clear_bit(TASKLET_STATE_SCHED, &t->state))
					BUG();
				t->func(t->data);/*执行对应函数*/
				tasklet_unlock(t);
				continue;/*继续下一个*/
			}
			tasklet_unlock(t);
		}
		/*运行到这里，表示tasklet被禁止*/
		local_irq_disable();
		t->next = NULL;
		/*重新插入到链表中，然后再次激活软中断*/
		*__get_cpu_var(tasklet_vec).tail = t;
		__get_cpu_var(tasklet_vec).tail = &(t->next);
		/*这里的激活实际上设置位掩码pending
		的对应位，使其在软中断时能够被执行*/
		__raise_softirq_irqoff(TASKLET_SOFTIRQ);
		local_irq_enable();
	}
}

可以看到，tasklet其实是软中断中两项，每一项对应的不是一个软中断函数，而是一个链表上的所有函数，在对应的软中断到来时，对应链表中的所有函数都将得到执行。而对于tasklet的唤醒其实就是设置pending位掩码的相应位，使软中断到来时会执行他。

tasklet的内核编程与应用

了解了tasklet的内核实现，对于他的应用就很简单了，首先，你应该分配一个新的tasklet_struct数据结构，并调用tasklet_init函数初始化它。

void tasklet_init(struct tasklet_struct *t,
		  void (*func)(unsigned long), unsigned long data)
{
	t->next = NULL;
	t->state = 0;
	atomic_set(&t->count, 0);
	t->func = func;
	t->data = data;
}

为了重新激活你的tasklet，调用tasklet_enable函数；

为了激活tasklet，根据自己tasklet需要的优先级，调用tasklet_schedule函数或tasklet_hi_schedule函数。我们也只看一个

static inline void tasklet_hi_schedule(struct tasklet_struct *t)
{
	/*标志位的检查*/
	if (!test_and_set_bit(TASKLET_STATE_SCHED, &t->state))
		__tasklet_hi_schedule(t);
}

void __tasklet_hi_schedule(struct tasklet_struct *t)
{
	unsigned long flags;

	local_irq_save(flags);
	t->next = NULL;
	*__get_cpu_var(tasklet_hi_vec).tail = t;
	__get_cpu_var(tasklet_hi_vec).tail = &(t->next);
	/*激活对应softirq_vec[]数组中HI_SOFTIRQ下标
	的软中断，就是tasklet_hi_vec链表*/
	raise_softirq_irqoff(HI_SOFTIRQ);
	local_irq_restore(flags);
}

实现了上面的几个操作流程，当软中断函数一旦被唤醒就由do_softirq函数来执行。