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分类: LINUX

2011-08-24 17:16:28

2011年威盛Linux software的笔试题,我想了半天,就想出了工作队列允许睡眠。。。真后悔驱动没能深入看看

 

softirq和tasklet都属于软中断,tasklet是softirq的特殊实现;

workqueue是普通的工作队列。

1、softirq

软中断支持SMP,同一个softirq可以在不同的CPU上同时运行,softirq必须是可重入的。软中断是在编译期间静态分配的,它不像tasklet那样能被动态的注册或去除。kernel/softirq.c中定义了一个包含32个softirq_action结构体的数组。每个被注册的软中断都占据该数组的一项。因此最多可能有32个软中断。2.6版本的内核中定义了六个软中断:HI_SOFTIRQ、TIMER_SOFTIRQ、NET_TX_SOFTIRQ、NET_RX_SOFTIRQ、SCSI_SOFTIRQ、TASKLET_SOFTIRQ。 
一般情况下,在硬件中断处理程序后都会试图调用do_softirq()函数,每个CPU都是通过执行这个函数来执行软中断服务的。由于软中断不能进入硬中断部分,且同一个CPU上软中断的执行是串行的,即不允许嵌套,因此,do_softirq()函数一开始就检查当前CPU是否已经正出在中断服务中,如果是则 do_softirq()函数立即返回。这是由do_softirq()函数中的 if (in_interrupt()) return; 保证的。

2、tasklet

引入tasklet,最主要的是考虑支持SMP,提高SMP多个cpu的利用率;不同的tasklet可以在不同的cpu上运行。tasklet可以理解为softirq的派生,所以它的调度时机和软中断一样。对于内核中需要延迟执行的多数任务都可以用tasklet来完成,由于同类tasklet本身已经进行了同步保护,所以使用tasklet比软中断要简单的多,而且效率也不错。tasklet把任务延迟到安全时间执行的一种方式,在中断期间运行,即使被调度多次,tasklet也只运行一次,不过tasklet可以在SMP系统上和其他不同的tasklet并行运行。在SMP系统上,tasklet还被确保在第一个调度它的CPU上运行,因为这样可以提供更好的高速缓存行为,从而提高性能。 
与一般的软中断不同,某一段tasklet代码在某个时刻只能在一个CPU上运行,但不同的tasklet代码在同一时刻可以在多个CPU上并发地执行。Kernel/softirq.c中用tasklet_trylock()宏试图对当前要执行的tasklet(由指针t所指向)进行加锁,如果加锁成功(当前没有任何其他CPU正在执行这个tasklet),则用原子读函数atomic_read()进一步判断count成员的值。如果count为0,说明这个tasklet是允许执行的。如果tasklet_trylock()宏加锁不成功,或者因为当前tasklet的count值非0而不允许执行时,我们必须将这个tasklet重新放回到当前CPU的tasklet队列中,以留待这个CPU下次服务软中断向量TASKLET_SOFTIRQ时再执行。为此进行这样几步操作:(1)先关 CPU中断,以保证下面操作的原子性。(2)把这个tasklet重新放回到当前CPU的tasklet队列的首部;(3)调用__cpu_raise_softirq()函数在当前CPU上再触发一次软中断请求TASKLET_SOFTIRQ;(4)开中断。 
软中断和tasklet都是运行在中断上下文中,它们与任一进程无关,没有支持的进程完成重新调度。所以软中断和tasklet不能睡眠、不能阻塞,它们的代码中不能含有导致睡眠的动作,如减少信号量、从用户空间拷贝数据或手工分配内存等。也正是由于它们运行在中断上下文中,所以它们在同一个CPU上的执行是串行的,这样就不利于实时多媒体任务的优先处理。

 

 

那么,什么情况下使用工作队列,什么情况下使用tasklet。如果推后执行的任务需要睡眠,那么就选择工作队列。如果推后执行的任务不需要睡眠,那么就选择tasklet。另外,如果需要用一个可以重新调度的实体来执行你的下半部处理,也应该使用工作队列。它是唯一能在进程上下文运行的下半部实现的机制,也只有它才可以睡眠。这意味着在需要获得大量的内存时、在需要获取信号量时,在需要执行阻塞式的I/O操作时,它都会非常有用。如果不需要用一个内核线程来推后执行工作,那么就考虑使用tasklet

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