version=2.6.34

下半部

linux中凡是推后执行的任务都可以叫下半部
中断的下半部有三种实现方式

下半部机制 描述 状态 使用
软中断（softirq) 静态注册的一种下半部机制，共有32种，当前系统共注册了9种。
一般软中断实现都是以单cpu上执行的，这样加锁粒度小，性能就高。		 从2.3开始引入
- 网络子系统和scsi系统使用软中断。
- 内核定时器和所有tasklet都是建立在软中断上。
tasklet 动态注册，基于软中断实现。 从2.3开始引入 除了特殊情况，一般都选择tasklet来实现。
工作队列（work queue) 推后由进程去执行的机制。 从2.5开始引入

软中断

定义软中断

软中断是在编译期间静态分配的，分配就不会释放了，不像tasklet可以动态的注册和释放。

实现软中断

软中断由softirq_action结构表示，定义在中：

  1. struct softirq_action {
  2.     void (*action)(struct softirq_action *);  // 方法名action，参数为结构本身。
  3. }

action函数原型由各种软中断自己实现，然后用open_softirq注册时以softirq_action[nr].action=action的形式写入到softirq_vec数组中。
内核运行一个软中断处理程序的时候，就会执行action函数。

一个软中断不会抢占另一个软中断，唯一可以抢占软中断的是中断处理程序。不过其他软中断（包括同类型的）可以在其他处理器上同时执行。

1、软中断类型共有10种，定义在中：

  1. enum
  2. {
  3.     HI_SOFTIRQ=0,  // 0 高优先级软中断队列
  4.     TIMER_SOFTIRQ,  // 1 定时器的下半部
  5.     NET_TX_SOFTIRQ,  // 2 发送网络数据包
  6.     NET_RX_SOFTIRQ,  // 3 接收网络数据包
  7.     BLOCK_SOFTIRQ,  // 4 块设备操作
  8.     BLOCK_IOPOLL_SOFTIRQ,  // 5 块设备iopoll轮询机制的软中断
  9.     TASKLET_SOFTIRQ,  // 6 tasklet，软中断的一种，驱动最常用的
  10.     SCHED_SOFTIRQ,  // 7 进程调度中使用的软中断，工作队列（下半部实现的一种）中使用的
  11.     HRTIMER_SOFTIRQ,  // 8 高精度定时器中使用
  12.     RCU_SOFTIRQ,    // 9 rcu 中锁定使用的软中断 rcu软中断是最后一个执行的
  14.     NR_SOFTIRQS  // 10 能在内核中使用的软中断数量
  15. };

使用enum结构定义软中断类型，方便从0开始自增计算类型值，而且如果同一条中断线上注册了多个软中断，可以按值从小到大的优先级依次执行；此外在hi和rcu之间插入任何新定义的类型；如果需要，可以调高或调低某种类型的执行优先级。

2、注册函数open_softirq，定义在中：

  1. void open_softirq(int nr, void (*action)(struct softirq_action *))
  2. {
  3.     softirq_vec[nr].action = action;
  4. }

nr为软中断类型或叫序号，softirq_action是该nr对应的处理函数或叫句柄

3、使用软中断，共有8处，包含9种中断类型：

1）、软中断初始化时，直接注册两个，在中：

  1. // 注册tasklet和高优先级的软中断，并指定处理函数
  2. open_softirq(TASKLET_SOFTIRQ, tasklet_action);
  3. open_softirq(HI_SOFTIRQ, tasklet_hi_action);

tasklet_softirq注册的tasklet是下半部的另一种实现方式。


2）、定时器初始化时，注册一个 TIMER_SOFTIRQ，在中：**

  1. void __init init_timers(void)
  2. {
  3.     // ...
  4.     open_softirq(TIMER_SOFTIRQ, run_timer_softirq);
  5. }

3）、进程调度初始化时，注册一个SCHED_SOFTIRQ，在中：

  1. void __init sched_init(void)
  2. {
  3.     // ...
  5.     open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
  7.     // ...
  8. }

4)、block块设备的初始化时，注册一个BLOCK_SOFTIRQ，在中：

  1. static __init int blk_softirq_init(void)
  2. {
  3.     // ...
  5.     open_softirq(BLOCK_SOFTIRQ, blk_done_softirq);
  7.     // ...
  8. }

5）、创建block-iopoll块设备iopoll轮询时，注册一个BLOCK_IOPOLL_SOFTIRQ，在中：

  1. static __init int blk_iopoll_setup(void)
  2. {
  3.     // ...
  5.     open_softirq(BLOCK_IOPOLL_SOFTIRQ, blk_iopoll_softirq);
  7.     // ... 
  8. }

6）、初始化高精度定时器时创建一个HRTIMER_SOFTIRQ，在中：

  1. void __init hrtimers_init(void)
  2. {
  3.     // ...
  5. #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
  6.     open_softirq(HRTIMER_SOFTIRQ, run_hrtimer_softirq);
  7. #endif
  9.     // ...
  10. }

7）、rcutiny（read-copy update，数据同步的一种，主要面向链表，rcutiny主要针对单cpu，尤其是嵌入式系统）初始化时，注册一个RCU_SOFTIRQ，在中：

  1. void __init rcu_init(void)
  2. {
  3.     open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
  4. }


或

rcutree （组织多核cpu为一个树结构）初始化时，注册一个RCU_SOFTIRQ，在中：

  1. void __init rcu_init(void)
  2. {
  3.     // ...
  5.     open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
  7.     // ...
  8. }

8)、网络设备初始化时，注册两个，一个是发送数据时NET_TX_SOFTIRQ，一个是接收数据时NET_RX_SOFTIRQ，在中：

  1. static int __init net_dev_init(void)
  2. {
  3.     // ...
  5.     open_softirq(NET_TX_SOFTIRQ, net_tx_action);
  6.     open_softirq(NET_RX_SOFTIRQ, net_rx_action);
  8.     // ...
  9. }

4、执行软中断

触发软中断后才能执行，触发点有3个：

  • 从一个硬中断代码处返回时，由汇编调用。
  • 在ksoftirqd内核线程中调用
  • 在那些显式和执行待处理的软中断的代码中，如网络子系统中和scsi中。