linux中斷處理原理分析

tasklet作為一種新機制，顯然可以承擔更多的優點。正好這時候smp越來越火了，因此又在tasklet中加入了smp機制，保證同種中斷只能在乙個cpu上執行。在軟中斷時代，顯然沒有這種考慮。因此同一種中斷可以在兩個cpu上同時執行，很可能造成衝突。

linux中斷下半部處理有三種方式：軟中斷、tasklet、工作佇列。

曾經有人問我為什麼要分這幾種，該怎麼用。當時用書上的東西蒙混了過去，但是自己明白自己實際上是不懂的。最近有時間了，於是試著整理一下linux的中斷處理機制，目的是起碼從原理上能夠說得通。

最簡單的中斷機制就是像晶元手冊上講的那樣，在中斷向量表中填入跳轉到對應處理函式的指令，然後在處理函式中實現需要的功能。類似下圖：

這種方式在原來的微控制器課程中常常用到，一些簡單的微控制器系統也是這樣用。

它的好處很明顯，簡單，直接。

中斷處理函式所作的第一件事情是什麼？答案是遮蔽中斷（或者是什麼都不做，因為常常是如果不清除if位，就等於遮蔽中斷了），當然只遮蔽同一種中斷。之所以要遮蔽中斷，是因為新的中斷會再次呼叫中斷處理函式，導致原來中斷處理現場的破壞。即，破壞了 interrupt context。

隨著系統的不斷複雜，中斷處理函式要做的事情也越來越多，多到都來不及接收新的中斷了。於是發生了中斷丟失，這顯然不行，於是產生了新的機制：分離中斷接收與中斷處理過程。中斷接收在遮蔽中斷的情況下完成；中斷處理在使能中斷的情況下完成，這部分被稱為中斷下半部。

從上圖中看，只看int0的處理。func0為中斷接收函式。中斷只能簡單的觸發func0，而func0則能做更多的事情，它與funca之間可以使用佇列等快取機制。當又有中斷發生時，func0被觸發，然後傳送乙個中斷請求到快取佇列，然後讓funca去處理。

由於func0做的事情是很簡單的，所以不會影響int0的再次接收。而且在func0返回時就會使能int0，因此funca執行時間再長也不會影響int0的接收。

下面看看linux中斷處理。作為乙個作業系統顯然不能任由每個中斷都各自為政，統一管理是必須的。

我們不可中斷部分的共同部分放在函式do_irq中，需要新增中斷處理函式時，通過request_irq實現。下半部放在do_softirq中，也就是軟中斷，通過open_softirq新增對應的處理函式。

舊事物跟不上歷史的發展時，總會有新事物出現。

隨著中斷數的不停增加，軟中斷不夠用了，於是下半部又做了進化。

軟中斷用輪詢的方式處理。假如正好是最後一種中斷，則必須迴圈完所有的中斷型別，才能最終執行對應的處理函式。顯然當年開發人員為了保證輪詢的效率，於是限制中斷個數為32個。

為了提高中斷處理數量，順道改進處理效率，於是產生了tasklet機制。

tasklet採用無差別的佇列機制，有中斷時才執行，免去了迴圈查表之苦。

總結下tasklet的優點：

（1）無型別數量限制；

（2）效率高，無需迴圈查表；

（3）支援smp機制；

request_irq的中斷函式要盡量簡單，只做必須在遮蔽中斷情況下要做的事情。

中斷的其他部分都在下半部中完成。

軟中斷的使用原則很簡單，永遠不用。它甚至都不算是一種正是的中斷處理機制，而只是tasklet的實現基礎。

工作佇列也要少用，如果不是必須要用到執行緒才能用的某些機制，就不要使用工作佇列。其實對於中斷來說，只是對中斷進行簡單的處理，大部分工作是在驅動程式中完成的。所以有什麼必要非使用工作佇列呢？

除了上述情況，就要使用tasklet。

即使是下半部，也只是作必須在中斷中要做的事情，如儲存資料等，其他都交給驅動程式去做。