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外观

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提示

在上半部处理紧急的事情，在上半部的处理过程中，中断是被禁止的；在下半部处理耗时的事情，在下半部的处理过程中，中断是使能的。

一、什么是 tasklet ​

在 Linux 内核中，tasklet 是一种轻量级的软中断机制，广泛应用于处理与硬件中断相关的下半部任务（Bottom Half）。它的设计目标是提供一种高效且易于使用的机制，以确保在多核系统中避免并发问题。

1、Tasklet 的定义与结构 ​

tasklet 的核心结构体 tasklet_struct 定义在头文件 include/linux/interrupt.h 中：

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为了便于使用，内核还定义了类型别名 tasklet_t，使得开发者可以直接使用 tasklet_t 来声明 tasklet 变量。

2、结构体成员详解 ​

  1. next：该成员是一个指向下一个 tasklet 的指针，用于将多个 tasklet 组织成链表结构。
  2. state：用于表示 tasklet 的当前状态。
    • TASKLET_STATE_SCHED：表示该 tasklet 已被调度，但尚未执行
    • TASKLET_STATE_RUN：表示该 tasklet 正在某个 CPU 上运行
  3. count：是一个引用计数器，用于管理 tasklet 的启用和禁用状态。
  4. func：是一个函数指针，指向 tasklet 绑定的回调函数。
  5. data：传递给 func 函数的参数。

注意

func 函数不得调用可能导致休眠的操作（如内存分配或等待事件），否则可能会导致内核异常。

二、tasklet 接口 ​

1、静态初始化函数 ​

DECLARE_TASKLET 宏的原型如下：

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如果 tasklet 初始化函数为非使能状态，使用以下宏定义：

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2、动态初始化函数 ​

c
void tasklet_init(struct tasklet_struct *t,
                  void (*func)(unsigned long), unsigned long data);

参数解析：

  • t：指向一个 struct tasklet_struct 类型的指针。
  • func：函数指针，指向 tasklet 的处理函数。
  • data：传递给处理函数的参数。

完整示例代码：

c
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/module.h>

void my_tasklet_handler(unsigned long data)
{
    printk(KERN_INFO "Tasklet handler executed with data: %lu\n", data);
}

struct tasklet_struct my_tasklet;

static int __init my_module_init(void)
{
    tasklet_init(&my_tasklet, my_tasklet_handler, 12345);
    tasklet_schedule(&my_tasklet);
    printk(KERN_INFO "Tasklet initialized and scheduled.\n");
    return 0;
}

static void __exit my_module_exit(void)
{
    tasklet_kill(&my_tasklet);
    printk(KERN_INFO "Tasklet destroyed.\n");
}

module_init(my_module_init);
module_exit(my_module_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

3、关闭函数 ​

c
void tasklet_disable(struct tasklet_struct *t);

注意

关闭 tasklet 并不会销毁 tasklet 结构体，因此可以随时通过调用 tasklet_enable 函数重新启用 tasklet，或者调用 tasklet_kill 函数来销毁 tasklet。

4、使能函数 ​

c
void tasklet_enable(struct tasklet_struct *t);

5、调度函数 ​

c
void tasklet_schedule(struct tasklet_struct *t);

6、销毁函数 ​

c
void tasklet_kill(struct tasklet_struct *t);

三、tasklet 内部机制 ​

tasklet 属于 TASKLET_SOFTIRQ 软件中断，入口函数为 tasklet_action，这在内核 kernel/softirq.c 中设置：

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当驱动程序调用 tasklet_schedule 时，会设置 tasklet 的 state 为 TASKLET_STATE_SCHED，并把它放入某个链表：

文件位置

include/linux/interrupt.h

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当发生硬件中断时，内核处理完硬件中断后，会处理软件中断。对于 TASKLET_SOFTIRQ 软件中断，会调用 tasklet_action 函数。

三个关键点

  1. tasklet_schedule 调度 tasklet 时，其中的函数并不会立刻执行，而只是把 tasklet 放入队列；
  2. 调用一次 tasklet_schedule，只会导致 tasklet 的函数被执行一次；
  3. 如果 tasklet 的函数尚未执行，多次调用 tasklet_schedule 也是无效的，只会放入队列一次。

我们 softirq 初始化的时候指定服务程序：

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tasklet_action 函数解析如下：

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