内核源码分析之tasklet（基于3.16-rc4）

tasklet是在HI_SOFTIRQ和TASKLET_SOFTIRQ两个软中断的基础上实现的（它们是在同一个源文件中实现，由此可见它们的关系密切程度），它的数据结构和软中断比较相似，这篇博文将分析tasklet的初始化过程。

1.和tasklet相关的数据结构

tasklet_vec和tasklet_hi_vec数组（kernel/softirq.c）

1 static DEFINE_PER_CPU(struct tasklet_head, tasklet_vec);

2 static DEFINE_PER_CPU(struct tasklet_head, tasklet_hi_vec);

第1行中为所有cpu创建了名为tasklet_vec数组，每个元素和一个cpu相关联，数组元素类型为struct tasklet_head。第2行和第1行类似，创建出的tasklet_hi_vec数组存放的是每个cpu上优先级更高的tasklet小任务。下面看下struct tasklet_head结构体（kernel/softirq.c）。

1 struct tasklet_head {

2     struct tasklet_struct *head;

3     struct tasklet_struct **tail;

4 };

内核会为每个cpu分配一个这样的结构体变量，从而每个cpu都拥有一个小任务函数的链表。再看下结构体（kernel/softirq.c）。

1 struct tasklet_struct

2 {

3     struct tasklet_struct *next;

4     unsigned long state;

5     atomic_t count;

6     void (*func)(unsigned long);

7     unsigned long data;

8 };

第1行next指向小任务链表下一个节点，第6行func变量指向了小任务函数。

2.tasklet初始化

小任务是基于HI_SOFTIRQ和TASKLET_SOFTIRQ两个软中断来实现的。HI_SOFTIRQ所对应的软中断函数是tasklet_action，如下（kernel/softirq.c）：

 1 static void tasklet_action(struct softirq_action *a)

 2 {

 3     struct tasklet_struct *list;

 4 

 5     local_irq_disable();

 6     list = __this_cpu_read(tasklet_vec.head);

 7     __this_cpu_write(tasklet_vec.head, NULL);

 8     __this_cpu_write(tasklet_vec.tail, &__get_cpu_var(tasklet_vec).head);

 9     local_irq_enable();

10 

11     while (list) {

12         struct tasklet_struct *t = list;

13 

14         list = list->next;

15 

16         if (tasklet_trylock(t)) {

17             if (!atomic_read(&t->count)) {

18                 if (!test_and_clear_bit(TASKLET_STATE_SCHED,

19                             &t->state))

20                     BUG();

21                 t->func(t->data);

22                 tasklet_unlock(t);

23                 continue;

24             }

25             tasklet_unlock(t);

26         }

27 

28         local_irq_disable();

29         t->next = NULL;

30         *__this_cpu_read(tasklet_vec.tail) = t;

31         __this_cpu_write(tasklet_vec.tail, &(t->next));

32         __raise_softirq_irqoff(TASKLET_SOFTIRQ);

33         local_irq_enable();

34     }

35 }

第6行中tasklet_vec数组中和本地cpu相关的元素的head域值，保存在list变量中，实际上把当前cpu的tastlet任务链表卸下来，list成为链表头指针。第7，8行把tasklet_vec数组和本地cpu相关的元素的head域置为NULL，tail域指向head域。第11-26行用while循环执行所有的tasklet函数。第21行是tasklet函数的执行。第30-31行把执行之后的struct tasklet_struct链表节点重新挂到tasklet_vec数组中，由此可见装tasklet函数的结构体不用程序员手动创建，由系统来提供。第32行重新设置软中断掩码表的相应位。TASKLET_SOFTIRQ所对应的软中断函数是tasklet_hi_action，和tasklet_action执行过程类似，不再分析。

来看下tasklet_action函数初始化过程（kernel/softirq.c）。

 1 void __init softirq_init(void)

 2 {

 3     int cpu;

 4 

 5     for_each_possible_cpu(cpu) {

 6         per_cpu(tasklet_vec, cpu).tail =

 7             &per_cpu(tasklet_vec, cpu).head;

 8         per_cpu(tasklet_hi_vec, cpu).tail =

 9             &per_cpu(tasklet_hi_vec, cpu).head;

10     }

11 

12     open_softirq(TASKLET_SOFTIRQ, tasklet_action);

13     open_softirq(HI_SOFTIRQ, tasklet_hi_action);

14 }

第5-10行，初始化tasklet_vec和tasklet_hi_vec两个数组的元素，使每个元素的tail域指向head域。cpu编号作为两个数组的下标。第12-13行将负责处理tasklet任务的两个软中断函数tasklet_action和tasklet_hi_action分别存入软中断数组softirq_vec[NR_SOFTIRQS]的相应元素中。来看下open_softirq函数（kernel/softirq.c）。

1 void open_softirq(int nr, void (*action)(struct softirq_action *))

2 {

3     softirq_vec[nr].action = action;

4 } 

相信你一看就明白了，不用解释了～

再看看tasklet的初始化过程（kernel/softirq.c）：

1 void tasklet_init(struct tasklet_struct *t,

2           void (*func)(unsigned long), unsigned long data)

3 {

4     t->next = NULL;

5     t->state = 0;

6     atomic_set(&t->count, 0);

7     t->func = func;

8     t->data = data;

9 }

该函数接收tasklet_struct结构体指针和小任务函数指针，然后对tasklet_struct结构体进行初始化，并将函数指针赋给t->func域。tasklet_init函数在tasklet_hrtimer_init函数中被调用。

 3.tasklet调度（这两个函数分别在include/linux/interrupt.h和kernel/softirq.c文件中）

1 static inline void tasklet_schedule(struct tasklet_struct *t)

2 {

3     if (!test_and_set_bit(TASKLET_STATE_SCHED, &t->state))

4         __tasklet_schedule(t);

5 }

 1 void __tasklet_schedule(struct tasklet_struct *t)

 2 {

 3     unsigned long flags;

 4 

 5     local_irq_save(flags);

 6     t->next = NULL;

 7     *__this_cpu_read(tasklet_vec.tail) = t;

 8     __this_cpu_write(tasklet_vec.tail, &(t->next));

 9     raise_softirq_irqoff(TASKLET_SOFTIRQ);

10     local_irq_restore(flags);

11 }

12 EXPORT_SYMBOL(__tasklet_schedule);

在__tasklet_schedule函数第7-8行，将struct tasklet_struct类型的tasklet挂到taskeletvec数组中，然后第9行进行软中断掩码置位。之后当软中断被执行时，tasklet函数就可以被执行了。

至此，tasklet的初始化就分析完了。