linux中断下文之tasklet（中断二）

  在申请 GPIO 中断时使用 request_irq,但是request_irq绑定的中断服务程序指的是中断上文。在 Linux 内核中，tasklet 是一种特殊的软中断机制，被广泛用于处理中断下文相关的任务。它是一种常见且有效的方法，在多核处理系统上可以避免并发问题。Tasklet 绑定的函数在同一时间只能在一个 CPU 上运行，因此不会出现并发冲突。然而，需要注意的是，tasklet 绑定的函数中不能调用可能导致休眠的函数，否则可能引起内核异常。
  在 Linux 内核中，tasklet 结构体的定义位于 include/linux/interrupt.h 头文件中。其原型如下：

struct tasklet_struct
{
	struct tasklet_struct *next;
	unsigned long state;
	atomic_t count;
	void (*func)(unsigned long);
	unsigned long data;
};

  tasklet_struct 结构体包含以下成员：
  next:指向下一个tasklet的指针，用于形成链表结构，以便内核中可以同时管理多个tasklet。
   state:表示 tasklet 的当前状态。
  count:用于引用计数，用于确保 tasklet 在多个地方调度或取消调度时的正确处理。
   func:指向 tasklet 绑定的函数的指针，该函数将在 tasklet 执行时被调用。
  data:传递给 tasklet 绑定函数的参数

一、tasklet 相关接口函数

1.1、静态初始化函数

  在 Linux 内核中，有一个用于静态初始化 tasklet 的宏函数：DECLARE_TASKLET。这个宏函数可以帮助我们更方便地进行 tasklet 的静态初始化。宏函数的原型如下：

#define DECLARE_TASKLET(name,func,data) \
struct tasklet_struct name = { NULL,0,ATOMIC_INIT(0),func,data}

  其中，name 是 tasklet 的名称，func 是 tasklet 的处理函数，data 是传递给处理函数的参数。初始化状态为使能状态。
  如果 tasklet 初始化函数为非使能状态，使用以下宏定义：

#define DECLARE_TASKLET_DISABLED(name,func,data) \
struct tasklet_struct name = { NULL,0,ATOMIC_INIT(1),func,data}

  其中，name 是 tasklet 的名称，func 是 tasklet 的处理函数，data 是传递给处理函数的参数。初始化状态为非使能状态。

1.2、动态初始化函数

  在 Linux 内核中，可以使用 tasklet_init 函数对 tasklet 进行动态初始化。该函数原型为：

void tasklet_init(struct tasklet_struct *t, void (*func)(unsigned long), unsigned long data);

  其中，t 是指向 tasklet 结构体的指针，func 是 tasklet 的处理函数，data 是传递给处理函数的参数

1.3、关闭函数

  在 Linux 内核中，可以使用 tasklet_disabled 函数来关闭一个已经初始化的tasklet。该函数的原型如下：

void tasklet_disable(struct tasklet_struct *t);

  其中，t 是指向 tasklet 结构体的指针。
  关闭 tasklet 后，即使调用 tasklet_schedule 函数触发 tasklet，tasklet 的处理函数也不会再被执行。这可以用于临时暂停或停止 tasklet 的执行，直到再次启用（通过调用tasklet_enable函数）。
  需要注意的是，关闭 tasklet 并不会销毁 tasklet 结构体，因此可以随时通过调用tasklet_enable 函数重新启用 tasklet，或者调用 tasklet_kill 函数来销毁tasklet。

1.4、使能函数

  在 Linux 内核中，可以使用 tasklet_enable 函数来使能（启用）一个已经初始化的tasklet。该函数的原型如下：

void tasklet_disable(struct tasklet_struct *t);

  使能 tasklet 后，如果调用 tasklet_schedule 函数触发 tasklet，则tasklet 的处理函数将会被执行。这样，tasklet 将开始按计划执行其处理逻辑。
  需要注意的是，使能 tasklet 并不会自动触发 tasklet 的执行，而是通过调用tasklet_schedule函数来触发。同时，可以使用 tasklet_disable 函数来临时暂停或停止tasklet 的执行。如果需要永久停止 tasklet 的执行并释放相关资源，则应调用 tasklet_kill 函数来销毁tasklet。

1.5、调度函数

  在 Linux 内核中，可以使用 tasklet_schedule 函数来调度（触发）一个已经初始化的tasklet执行。该函数的原型如下：

void tasklet_schedule(struct tasklet_struct *t);

  需要注意的是，调度 tasklet 只是将 tasklet 标记为需要执行，并不会立即执行tasklet 的处理函数。实际的执行时间取决于内核的调度和处理机制。

1.6、销毁函数

  在 Linux 内核中，可以使用 tasklet_kill 函数来销毁一个已经初始化的tasklet，释放相关资源。该函数的原型如下：

void tasklet_kill(struct tasklet_struct *t);

  调用 tasklet_kill 函数会释放 tasklet 所占用的资源，并将tasklet 标记为无效。因此，销毁后的 tasklet 不能再被使用。需要注意的是，在销毁 tasklet 之前，应该确保该 tasklet 已经被停止（通过调用tasklet_disable 函数）。否则，销毁一个正在执行的 tasklet 可能导致内核崩溃或其他错误。一旦销毁了 tasklet，如果需要再次使用 tasklet，需要重新进行初始化（通过调用tasklet_init函数）。在下一小节中我们将使用上述 tasklet 函数相关接口函数进行相应的实验。

二、代码示例

2.1、驱动层程序

#include 
#include 
#include 
#include 
// #include 

int irq;
struct tasklet_struct mytasklet;

// 定义tasklet处理函数
void mytasklet_func(unsigned long data)
{
  printk("data is %ld\n", data);
  // msleep(3000);
}

// 中断处理函数
irqreturn_t test_interrupt(int irq, void *args)
{
  printk("This is test_interrupt\n");
  tasklet_schedule(&mytasklet); // 调度tasklet执行
  return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);
}
// 模块初始化函数
static int interrupt_irq_init(void)
{
  int ret;
  irq = gpio_to_irq(101); // 将GPIO转换为中断号
  printk("irq is %d\n", irq);

  // 请求中断
  ret = request_irq(irq, test_interrupt, IRQF_TRIGGER_RISING, "test", NULL);
  if (ret < 0)
  {
    printk("request_irq is error\n");
    return -1;
  }
  // 初始化tasklet
  tasklet_init(&mytasklet, mytasklet_func, 1);
  return 0;
}
// 模块退出函数
static void interrupt_irq_exit(void)
{

  free_irq(irq, NULL);
  tasklet_enable(&mytasklet); // 使能tasklet（可选）
  tasklet_kill(&mytasklet);   // 销毁tasklet
  printk("bye bye\n");
}

module_init(interrupt_irq_init); // 指定模块的初始化函数
module_exit(interrupt_irq_exit); // 指定模块的退出函数

2.2、linux中断下文之tasklet使用API要点

struct tasklet_struct mytasklet;

// 初始化tasklet
  tasklet_init(&mytasklet, mytasklet_func, 1);

tasklet_schedule(&mytasklet); // 调度tasklet执行