软中断

提出软中断的原因： 中断嵌套。如果允许中断服务程序再次被中断（set_irq(n,xx), 其中xx结构置为(action,SA_INTERRUPT)，代表actio可以被中断）；或者不允许全程关中断，都会过犹不及。

 

因此，产生了bottom half机制。

 

全局数组bh_base，32个元素，当需要执行一个bh函数时，通过mark_bh将unsigned long bh_active中的某一位设成1，如果bh_mask的相应位也是1，即允许中断调用，则每次在do_IRQ执行完之后，会调用do_bottom_half执行bh函数。

 

softirq_init对内核的软中断初始化：

{

       for(i=0;i<32;++i)

       tasklet_init(bh_task_vec+i,bh_acton,i);

 

open_softirq(TASKLET_SOFTIRQ,tasklet_action,NULL);

       open_softirq(HI_SOFTIRQ,tasklet_hi_action,NULL);

}

bh_task_vec是全局tasklet_struct结构数组

 

tasklet_init(t,f)

{

       t->func = f;

}

 

对于其他软中断的初始化，则是：

open_softirq(nr,action)

{

       softirq_vec[nr].action = action;

}

softirq_vec也是一个32个元素的数组，同时，还有一个以CPU为编号的tasklet_hi_vec[]，里面有一个tasklet_struct队列的头指针，即每个CPU有一个tasklet_struct结构数组

 

回到tasklet机制，tasklet的function指针，指向bh_action，但并未挂载实际的处理程序。具体的bh函数是通过init_bh设置的，如后面要讲的时钟中断，

Sched.c:

Init_bh(TIMER_BH,timer_bh);

{

       bh_base[nr]=xx_bh;

}

其中，bh_base即是会被执行的函数指针数组。

 

当需要执行一个特定bh函数时，通过

mark_bh(nr)àtasklet_hi_schedule(bh_task_vec+nr)

{

tasklet_hi_vec[cpu].list = bh_task_vec+nr;

cpu_raise_softirq

}àcpu_raise_softirq(cpu,nr)

{

       softirq_active(cpu)|=1<

}

将处理函数挂接到tasklet_hi_vec结构上，同时将该cpu对应软中断标志位置1

到目前为止，软件消息发送过程结束，接下来看内核什么时候对该消息进行处理。

 

 

软中断，非tasklet执行方式：

内核每当在do_IRQ执行完毕一个中断服务程序后，进入软中断：

If(softirq_activecpu)&softirq_mask(cpu))

       do_softirq();

 

do_softirq()

{

 active = softirq_active(cpu)&mask

 if(active)

       {

         do{

              if(active&1)

                     h->action(h);

              h++;

              active>>1;

         }while(active)

       }

}

在上述代码中，内核检测CPU的active标志，看哪些nr位被置1，从而执行相应的action；在这里，h指针，和active最低位，是一一对应的，即他们会同时变化。

do_softirq()àsoftirq_vec.action[nr]àbh_action(nr)-àbh_base[nr]()

 

 

时钟中断：

初始化在start_kernel中，位于调度的初始化之后，因为一旦时钟中断开始生效，则马上开始调度。

sched_init(); time_init();

系统时钟，主要是两个全局变量，一个是struct timeval xtime，代表从历史某一时刻开始的时间绝对值，一般是1970年开始；

另外一个是开机以来的时钟中断的次数，unsigned ling jiffies，而中断的间隔时间，称为一个tick，取决于系统中一个常数，tick一般是20ms

 

中断初始化time_init函数的主要作用是，将0号向量注册为时间中断irqaction

set_irq(0,&irq0);

 

而irq0是一个irqaction结构

static struct irqaction irq0 = { timer_interrupt, SA_INTERRUPT, 0 ,”timer”, NULL, NULL};

 

ps: 在time.c中irq0被声明为static，说明该变量只能在timer.c中被使用。

 

第二个参数被置SA_INTERRUPT，所以该中断不能被嵌套，中断服务器程序为timer_interrupt-àdo_timer_interrupt(irq,NULL,regs)àdo_timer

{

       (*(unsigned long*)&jiffies)++;

       mark_bh(TIMER_BH);

       mark_bh(TQUEUE_BH);

 

}

 

解释一下，第一句为啥不用jiffies++  ，这样写是因为，编译器会把这种写法翻译成一条原子指令（对内存单元的INC指令）

 

后面的两个mark_bh，是分别“激活”TIMER_BH，TQUEUE_BH，所谓激活的意思，就是将bh_task_vec[TIMER_BH]挂载到tasklet_hi_vec队列中，同时也置该CPU对应软中断位1：mark_bh(nr)àtasklet_hi_schedule(bh_task_vec+nr)

{

tasklet_hi_vec[cpu].list = bh_task_vec+nr;

cpu_raise_softirq

}àcpu_raise_softirq(cpu,nr)

{

       softirq_active(cpu)|=1<

}

 

中断返回之前，执行与TIMER_BH对应的timer_bh函数，这个是在sched_init中初始化的：

init_bh(TIMER_BH,timer_bh);

 

timer_bh，就是时间中断的软中断部分要完成的函数实现，也是时钟中断最重要的函数。前面的硬中断，do_timer中完成的功能很少，并且要在关中断的情况下执行，而timer_bh是大多数操作实现的地方。

timer_bh完成的功能，主要是，update_timesà更新wall timer，以及计算cpu负荷的统计信息cal_load

以及，最终的run_timer_list就是定时器执行的函数操作，比如用户定义的到点操作函数，都是在这个函数里完成的。timer_list的结构如下：

struct timer_list{

unsigned long expire;

void (*function)(unsigned long);

}