当产生一个中断时,会进入中断处理程序。
但中断处理程序必须快速、异步、简单的对硬件做出迅速响应并完成那些时间要求很严格的操作。
因此,对于那些其他的、对时间要求相对宽松的任务,就应该推后到中断被激活以后再去运行。
这样,整个中断处理流程就被分为了两个部分:
下半部的任务主要是执行与中断相关的工作,这些工作没有被中断服务程序本身完成。
下半部并不需要指明一个确切时间,只要把这些任务推迟一点,让它们在系统不太繁忙并且中断恢复后执行就可以了。
上半部和下半部的主要区别:
上半部指的是中断处理程序,下半部则指的是一些虽然与中断有相关性但是可以延后执行的任务。
上半部中断不能被相同类型的中断打断,而下半部依然可以被中断打断。
通常下半部在中断处理程序一返回就会马上运行。
上半部分简单快速,执行的时候禁止一些或者全部中断。
下半部分稍后执行,而且执行期间可以响应所有的中断。
Linux
中,对中断下半部的实现主要有清晰:Linux
中,对中断下半部的实现主要有三种:
softirq
即软中断,代码位于kernel/softirq.c
文件中;
每个软中断由softirq_action
结构表示:
在softirq.c
中定义了一个软中断向量数组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 };
数组的成员数由NR_SOFTIRQS
决定,是一个枚举常量。
新增一个软中断时,需要在文件include/linux/interrupt.h
softirq
即软中断,代码位于kernel/softirq.c
文件中;🎜🎜每个软中断由softirq_action</ code>结构表示:🎜<figure data-tool="mdnice编辑器" style="margin-top: 10px;margin-bottom: 10px;display: flex;flex-direction: column;justify-content: center;align- items: center;"><img src="https://img.php.cn/upload/article/001/275/014/b22f370513bb14011ce70289a459a54b-1.png"/ alt="Linux驱动中断下半部的三种方法" ></figure>🎜在<code style="max-width:90%", Consolas, Monaco, Menlo, monospace;word-break: Break-all;color: rgb(239, 112, 96);">softirq.c
中定义了一个软中断带宽softirq_vec
:🎜void open_softirq(int nr, void (*action)(struct softirq_action *))
NR_SOFTIRQS
决定,是一个枚举常量。🎜🎜新增一个软中断时,需要在文件include/linux /interrupt.h
中添加一个枚举常量。🎜🎜🎜软中断使用的几个要点🎜:🎜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:
软中断的注册,在驱动的入口函数,注册软中断:
添加的枚举常量:
可以看到,使用软中断是需要修改内核,添加一个枚举的,有些繁琐。
所以,通常我们不建议擅自增加软中断的数量,如果需要新的软中断,尽可能把它们实现为基于软中断的tasklet
形式。tasklet
形式。
tasklet是利用软中断实现的一种下半部机制。
那是用软中断还是tasklet
好呢?
选择到底是用软中断还是tasklet
tasklet
好呢?🎜🎜选择到底是用🎜软中断🎜还是tasklet
其实很简单:🎜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
静态声明一个tasklet
,指定其下半部函数为btn_tasklet_func
,在中断服务函数(上半部)获取按键值后,调用tasklet_schedule
调度。DECLARE_TASKLET
静态声明一个tasklet
,指定其下半部函数为btn_tasklet_func
,在中断服务函数(上半部)获取按键值后,调用tasklet_schedule
调度。
work queue
即工作队列,也是中断下半部的一种。
Work queue
将下半部工作推迟给一个内核线程去执行 ——work
work queue
即工作队列,也是中断下半部的一种。Work queue
将下半部工作推迟给一个内核线程
work
总是运行于🎜进程上下文🎜.🎜🎜🎜两个要点🎜:🎜工作队列
。否则使用软中断代码>或<code style="font-size: 14px;padding: 2px 4px;border-radius: 4px;margin-right: 2px;margin-left: 2px;background-color: rgba(27, 31, 35, 0.05 );font-family: " operator mono consolas monaco menlo monospace break-all rgb>tasklet
.work queues
。否则使用softirq
或tasklets
.Work queues
适用于需要分配大量的内存,获得一个信号量,或者执行阻塞的I/O
的情况.工作队列的相关接口函数:
在使用上,工作队列与tasklet
在上面使用,工作队列tasklet
是类似的:
以上是Linux驱动中断下半部的三种方法的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章!