當產生中斷時,會進入中斷處理程序。
但中斷處理程序必須快速、非同步、簡單的對硬體做出迅速回應並完成那些時間要求很嚴格的操作。
因此,對於那些其他的、對時間要求相對寬鬆的任務,就應該推後到中斷被激活以後再去運行。
這樣,整個中斷處理流程就被分成了兩個部分:
下半部的任務主要是執行與中斷相關的工作,這些工作並沒有被中斷服務程序本身完成。
下半部並不需要指明一個確切時間,只要把這些任務推遲一點,讓它們在系統不太繁忙並且中斷恢復後執行就可以了。
上半部與下半部的主要差異:
上半部指的是中斷處理程序,下半部則指的是一些雖然與中斷有相關性但是可以延後執行的任務。
上半部中斷不能被相同類型的中斷打斷,而下半部依然可以被中斷打斷。
通常下半部在中斷處理程序一回就會馬上運作。
上半部簡單快速,執行的時候禁止一些或全部中斷。
下半部稍後執行,而且執行期間可以回應所有的中斷。
在Linux
中,中斷下半部的實作主要有三種:
#softirq即軟體中斷,程式碼位於
kernel/softirq.c檔案中;
softirq_action結構表示:
softirq.c中定義了一個軟中斷向量陣列
softirq_vec:
static struct softirq_action softirq_vec[NR_SOFTIRQS] __cacheline_aligned_in_smp; enum { HI_SOFTIRQ=0, /*用于高优先级的tasklet*/ TIMER_SOFTIRQ, /*用于定时器的下半部*/ NET_TX_SOFTIRQ, /*用于网络层发包*/ NET_RX_SOFTIRQ, /*用于网络层收报*/ BLOCK_SOFTIRQ, BLOCK_IOPOLL_SOFTIRQ, TASKLET_SOFTIRQ, /*用于低优先级的tasklet*/ SCHED_SOFTIRQ, HRTIMER_SOFTIRQ, RCU_SOFTIRQ, /* Preferable RCU should always be the last softirq */ NR_SOFTIRQS };
NR_SOFTIRQS決定,是一個列舉常數。
include/linux/interrupt.h 中加入一個列舉常數。
軟體中斷使用的幾個要點:
相关接口
void open_softirq(int nr, void (*action)(struct softirq_action *))
即注册对应类型的处理函数到全局数组softirq_vec
中。
void raise_softirq(unsigned int nr)
实际上即以软中断类型nr
作为偏移量会置位irq_stat[cpu_id]
的成员变量__softirq_pending
.
__softirq_pending
字段中的每一个bit
,对应着某一个软中断,某个bit
被置位,说明有相应的软中断等待处理。
这也是同一类型软中断可以在多个cpu
上并行运行的根本原因。
以一个按键驱动的中断处理为例,将按键驱动的中断处理分成上下两部分:
軟中斷的註冊,在驅動的入口函數,註冊軟中斷:
新增的列舉常數:
可以看到,使用軟中斷是需要修改內核,增加一個列舉的,有些繁瑣。
所以,通常我們不建議擅自增加軟中斷的數量,如果需要新的軟中斷,盡可能把它們實現為基於軟中斷的tasklet
形式。
#tasklet是利用軟體中斷實作的一種下半部機制。
那是用軟中斷還是tasklet
好呢?
選擇到底是用軟體中斷還是tasklet
其實很簡單:
tasklet
。就像我们在前面看到的,软中断资源有限,也麻烦,而且软中断的使用者屈指可数。它只在那些执行频率很高和连续性要求很高的情况下才需要。tasklet
效果都不错,而且它们还非常容易使用。tasklet
的使用步骤如下:
1、编写tasklet
处理函数(下半部)
void my_tasklet_fun (unsigned long data)
2、声明tasklet
//静态 DECLARE_TASKLET(my_tasklet,my_tasklet_fun,data); //动态 Struct tasklet_struct xxx; tasklet_init(&xxx,tasklet_handler,dev)
3、调度 tasklet
tasklet_schedule(&my_tasklet);
登记my_tasklet
, 然后允许系统在合适的时间调度它。
以按键中断驱动为例:
先使用DECLARE_TASKLET
靜態宣告一個tasklet
,指定其下半部函數為btn_tasklet_func
,在中斷服務函數(上半部)取得按鍵值後,呼叫tasklet_schedule
調度。
#work queue
即工作佇列,也是中斷下半部的一種。
Work queue
將下半部工作延後給一個核心執行緒去執行-work
總是運行於進程上下文.
兩個要點:
work queues
。否則使用softirq
或tasklets
.#Work queues
適用於需要分配大量的內存,以獲得一個信號量,或執行阻塞的I/O
的情況.工作佇列的相關介面函數:
在使用上,工作佇列與tasklet
是類似的:
以上是Linux驅動中斷下半部的三種方法的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!