在分析软中断之前,先分析GIC架构,通过GIC 来了解中断处理的宏观逻辑,之后介绍软中断引入原因以及具体的使用方式。
GIC分成两大部分: distributor 和 CPU interface, distributor 连接外设中断源,而CPU interface 连接CPU。
Distributor 根据 irq 优先级分发 irq 到 CPU,它有如下特征
不同于软件上的理解,我们通常说的中断触发,是先经由中断源通过 distributor 送给GIC,之后经由 GIC 的CPU interface 按照优先级送到CPU 进行处理。而CPU在处理之后需要发送ACK。
要解释为什么需要软中断,在 中断架构 中,我们提到中断上下文的概念,在早期的实现中,支持中断嵌套,这带来了不确定性,因此通常在irq 处理上下文中,会关闭中断响应,如果 irq handler 处理时间过长,就会导致进程得不到调度,从而引起一系列问题。为了解决这个问题,linux 提出了中断 top half 和 bottom half 的概念。
在 top half 中,系统只作对中断的响应,剩下的逻辑会在 irq enable 之后放在 bottom half 中处理。
中断底半部有三种实现方式: softirq, tasklet, workqueue. 其目的都是为了解决 irq disable 问题。对于 softirq 通常是固定好的,比如 timer, 一般作驱动开发不会使用到,所以这里主要列举tasklet 和 workqueue 使用方式。
- #include
- #include
- #include
- #include
-
- void do_something(unsigned long args)
- {
- pr_err("%s\n", __func__);
-
- schedule();
- }
-
- static struct tasklet_struct task;
-
- static int test_bh_init(void)
- {
- printk(KERN_ERR "%s\n", __func__);
- tasklet_init(&task, do_something, 0);
-
- tasklet_schedule(&task);
-
- return 0;
- }
-
- static void test_bh_exit(void)
- {
- printk(KERN_ERR "%s\n", __func__);
- tasklet_kill(&task);
- }
-
- module_init(test_bh_init);
- module_exit(test_bh_exit);
-
- MODULE_LICENSE("GPL");
- MODULE_AUTHOR("xxx");
- #include
- #include
- #include
- #include
- #include
- #include
- #include
- #include
- #include
-
- typedef struct debug_data {
- int irq;
- struct work_struct worker;
- } debug_data_t;
-
-
- void do_somework(struct work_struct *work)
- {
- debug_data_t *data = container_of(work, debug_data_t, worker);
-
- pr_err("irq:%d\n", data->irq);
- }
-
- static debug_data_t *global_data = NULL;
- static int debug_workqueue_init(void)
- {
- global_data = (debug_data_t *)kmalloc(sizeof(debug_data_t), GFP_KERNEL);
- if (!global_data) {
- pr_err("no memory");
- return -ENOMEM;
- }
-
- global_data->irq = 102;
- INIT_WORK(&global_data->worker, do_somework);
-
- schedule_work(&global_data->worker);
- return 0;
- }
-
- static void debug_workqueue_exit(void)
- {
- if (global_data)
- kfree(global_data);
- }
-
- module_init(debug_workqueue_init);
- module_exit(debug_workqueue_exit);
-
- MODULE_LICENSE("GPL");
-
- MODULE_LICENSE("xxx");
如果在 irq handler、 softirq handler 中调用 schedule, 会出现异常吗?可以尝试一下。结果可能和常识上有些偏差。