linux核心中的軟中斷的實現

最近在閱讀linux核心原始碼，把自己的一些理解發上來，一方面看到的朋友可以幫我指正我理解偏差的地方，別一方面也算是做乙個簡單的總結。

首先呼叫open_softirq()函式來初始化軟體中斷處理函式，將軟體中斷處理函式根據軟中斷的下標號插入到softirq_vec陣列中，實現過程很簡單如下：

123

void
open_softirq(
int nr,
void(*
action)
(struct
softirq_action *))

softirq_vec資料有32個元素，對應的是可以有32個軟體中斷，但實際上linux只是使用了其中的6個軟中斷，相應的每乙個cpu都會有乙個對應的32位的掩碼__softirq_pending描述掛起的軟中斷，每一位對應乙個軟體中斷，__soctirq_penging在 irq_cpustat_t中定義，如下:

@include/asm/hardirq.h

123

456

typedef

struct

____cacheline_aligned irq_cpustat_t;

其中local_softirq_pending()巨集用於選擇當前cpu所對應的__softirq_penging掩碼。相關的巨集如下：

@include/linux/irq_cpustat.h

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#define local_softirq_pending() /
__irq_stat(smp_processor_id() , __softirq_pending)
#define __irq_stat(cpu , member) (irq_stat[cpu].member)

接著呼叫raise_softirq()函式來啟用軟中斷，函式如下：

@kernel/softirq.c

123

4567

void
raise_softirq(
unsigned
int nr)

raise_softirq_irqoff()函式必須是在禁止中斷的情況下執行的，它首先呼叫__raise_softirq_irqoff() 巨集啟用軟體中斷，其實也就是設定當前cpu所對應的__softirq_pending所對應的軟中斷的位，以表示該軟中斷已啟用。如果當前正處於中斷或者軟中斷當中，那麼raise_softirq_irqoff執行結束，否則的話就呼叫wakeup_softirqd()函式啟用 ksoftirqd/n核心執行緒來處理軟中斷。

@kernel/softirq.c

123

4567

inline
void
raise_softirq_irqoff(
unsigned
int nr)

__rarse_softirq_irqoff()巨集在/include/linux/interput.h中定義：

123

#defome __raise_softirq_irqoff(nr) /
do while(0)
#define or_softirq_pending(x) (local_softirq_pending() |= (x))

其中local_softirq_pending()巨集已經在上面列出來了，我不太明白的是__raise_softirq_irqoff()這個巨集為什麼要放到乙個迴圈裡面，它也只是執行了一次，不過linux既然這樣寫就一定有它的道理，慢慢再去研究吧。

這樣軟中斷已經啟用，其處理函式已經加入到了softirq_sec陣列中，並且相應的標誌位已經合適地設定，系統會周期性地檢查已經掛起的軟中斷，當在 local_softirq_pending()中的某個位檢測到掛起的軟中斷的時候，就會呼叫do_softirq()函式對軟中斷進行處理。

do_softirq()函式定義如下：

@ kernel/softirq.h

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4567

891011

1213

1415

1617

asmlinkage void
do_softirq(
void
)

如果在中斷上下文中呼叫了do_softirq函式或者禁用了軟體中斷，那麼in_interrupt函式返回1，這時候do_softirq() 不做任何事情，否則，它會把eflags暫存器if標誌儲存在flags中並禁用中斷，然後將local_softirq_pending()的值儲存在 pending變數中，檢測pending的值，如果pending不為0，則表示pending的某一位被設定，當前cpu就有對應的掛起的軟中斷需要進行處理，呼叫__do_softirq()對掛起的軟中斷進行處理，處理完成之後再根據flags變數的值恢復eflags暫存器並開啟中斷。

接下來看__do_softirq()函式:

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891011

1213

1415

1617

1819

2021

2223

2425

2627

2829

3031

3233

3435

3637

3839

4041

4243

4445

4647

4849

5051

asmlinkage void
__do_softirq(
void)}
h++;
pending >>=1;
}while
(pending)
;/* 禁用本地軟中斷 */
local_irq_disable();
pending =
local_softirq_pending();
if(pending &&
--max_restart)
goto
restart;if(
pending)
wakeup_softirqd();
_local_bh_enable();
}

核心迴圈地檢測每乙個pending的位，以處理當前位掛機的軟體中斷，為了防止核心在執行__do_softirq()的過程中不停地有新的 softirq產生，以導致核心無暇顧及其它，__do_softirq()在迴圈檢測的時候設定了外層迴圈的最大次數為10次，對pending的每一位檢測10次之後如果pending的值仍不為0，則表示當前cpu仍有未處理的掛起的軟體中斷，這時候__do_softirq不再對它進行處理，而是喚醒核心執行緒ksoftirqd/n對它進行處理。

在函式開始的時候，先將軟體中斷的點陣圖__softirq_pending儲存在pending區域性變數中，然後呼叫set_softirq_pending(0)以清空軟中斷位圖，從而允許新的軟中斷的到來。接著呼叫local_irq_enable()來啟用軟中斷。

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