小任务(tasklet)

一、简介
tasklet是一种“延迟操作”机制，是通过《软中断》来是实现的。
tasklet最大的特点是小任务不会同时执行，这样就不用显式地加锁，把同步的负担由驱动转移到了内核

单CPU情况：
特点1、schedule – schedule – run – schedule – run
特点2、同一CPU上，同一tasklet只有一个实例运行

SMP情况：
特点3、在CPU_01上schedule过tasklet，必然会在CPU_01上执行tasklet,这个靠《CPU私有变量》实现的  
特点4、软中断在SMP下可能会同时运行，同一个tasklet保证在SMP下不会同时运行

每一个tasklet都有如下数据结构

truct tasklet_struct{
    struct tasklet_struct *next;
    unsigned long state;            //可选状态：TASKLET_STATE_SCHED 和 TASKLET_STATE_RUN
    atomic_t count;                       //count值为0时,该task才使能，即允许执行
    void (*func)(unsigned long); //钩子函数
    unsigned long data;                   //钩子函数的形参
};

以下是两个tasklet_struct的CPU私有变量全局链表 （文件/kernel/softirq.c）
内核的所有tasklet_struct都由这两个链表串起来

static DEFINE_PER_CPU(struct tasklet_head, tasklet_vec) = { NULL };
static DEFINE_PER_CPU(struct tasklet_head, tasklet_hi_vec) = { NULL };

二、相关API

void tasklet_init(struct tasklet_struct *t,void (*func)(unsigned long), unsigned long data);
//初始化count（为0），func，data 这三个成员

void tasklet_schedule(struct tasklet_struct *t)
//检查tasklet状态，如果TASKLET_STATE_SCHED，就啥都不做返回（特点1明白了吧）
//否则，就设置状态为TASKLET_STATE_SCHED，并把tasklet_struct放到当前调度的CPU的全局链表中去

void tasklet_enable(struct tasklet_struct *t)； //使tasklet_struct.count减1
void tasklet_disable(struct tasklet_struct *t)；//使tasklet_struct.count加1
void tasklet_kill(struct tasklet_struct *t);    //将tasklet移除队列


三、tasklet的实现

tasklet的软中断的注册

start_kernel()
    -->softirq_init()
        -->open_softirq(TASKLET_SOFTIRQ, tasklet_action,NULL)
        -->open_softirq(HI_SOFTIRQ,tasklet_hi_action,NULL)

tasklet的软中断的处理

void __do_softirq(void)
{
 //....省略
  do {
     if (pending & 1) {
        h->action(h);  //关键的一句，tasklet、内核timer、网络中断都是在这里搞的
        rcu_bh_qsctr_inc(cpu);
     }
     h++;
     pending >>= 1;
  }while (pending);
  //....省略
}

上面的h->action 就是先前注册的软中断处理例程 tasklet_action

static void tasklet_action(struct softirq_action *a){
    struct tasklet_struct *list;
    local_irq_disable();
    list = __get_cpu_var(tasklet_vec).list;
    __get_cpu_var(tasklet_vec).list = NULL;
    local_irq_enable();

    while (list) {
        struct tasklet_struct *t = list;
        list = list->next;
        if (tasklet_trylock(t)) {    //这句保证在一个CPU上，同一个tasklet只有一个实例运行(特点2明白了吧)
            if (!atomic_read(&t->count)) {    //count值为0，tasklet才能执行
                if (!test_and_clear_bit(TASKLET_STATE_SCHED, &t->state))
                    BUG();
                t->func(t->data);    //这句执行tasklet上挂的钩子函数
                tasklet_unlock(t);
                continue;
            }
            tasklet_unlock(t);
        }
        local_irq_disable();

        //此tasklet已在别的CPU上运行了，在此CPU上也要运行，再把tasklet加到队列中
        t->next = __get_cpu_var(tasklet_vec).list;
        __get_cpu_var(tasklet_vec).list = t;
        __raise_softirq_irqoff(TASKLET_SOFTIRQ);
        local_irq_enable();
    }
}