Linux如何实现在一个CPU上只能有一个软中断运行实例

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作者：[e-mail]
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在Linux kernel中，软中断在同一个CPU上，只能有一个运行实例。本文主要讲解Linux kernel是如何实现这个软中断特征的。

所有的软中断处理函数都是由do_softirq->__do_softirq调用的。所有只要保证一个CPU上只可能运行一个do_softirq实例，就保证了软中断只可能在同一CPU上存在一个实例。

在__do_softirq中，会调用__local_bh_disable去disable 软中断

1. static inline void __local_bh_disable(unsigned long ip)
   
2. {
   
3.     add_preempt_count(SOFTIRQ_OFFSET);
   
4.     barrier();
   
5. }

该函数的实现是增加current_thread_info()->preempt_count的软中断部分的计数。

通过增加这个计数，保证了该进程不会被调度出去，那么软中断的执行序列一般就不会被打断，可以线性执行，也就保证了一个软中断的实例。但是如果发生中断，就会打断当前的软中断。而中断函数返回时，也是软中断的一个调用点。

我们来看看kernel是如何处理这种情况的。

1. void irq_exit(void)
   
2. {
   
3.     ...... ......
4.     if (!in_interrupt() && local_softirq_pending())
   
5.         invoke_softirq();
   

     ...... ......

1. }

这个函数是由do_irq调用的，也就是中断返回时，软中断的调用点。只有在in_interrupt()返回为假且有pending的软中断时，才会调用软中断。

看in_interrupt的实现。

1. #define irq_count()    (preempt_count() & (HARDIRQ_MASK | SOFTIRQ_MASK \
   
2.                  | NMI_MASK))
   
3. 
   
4. 
   
5. #define in_interrupt()        (irq_count())

而在__do_softirq增加了preempt_count软中断部分的计数，这样就避免了在运行软中断处理函数时，发生了硬中断从而再次调用软中断的问题。

其实在软中断函数do_softirq的入口也有类似的判断

1. asmlinkage void do_softirq(void)
   
2. {
   
3.     __u32 pending;
   
4.     unsigned long flags;

1.     if (in_interrupt())
   
2.         return;
   
3. 
   
4.     ...... ......
   
5. }

同样是通过调用in_interrupt()来检查，来保证同一CPU上只有一个软中断运行实例。

通过上面的代码，我们知道了Linux kernel如何保证同一CPU上只有一个软中断的运行实例，同时也就明白了不同CPU为什么可以有同一类型的软中断处理函数同时运行——因为preempt_count是一个进程的值，而不同CPU上是不同的进程在运行。