Linux软中断原理浅析

构成软中断机制的核心元素包括：

 

1、  软中断状态寄存器soft interrupt state（irq_stat）

2、  软中断向量表（softirq_vec）

3、  软中断守护daemon

软中断的工作工程模拟了实际的中断处理过程：

1、当某一软中断时间发生后，首先需要设置对应的中断标记位，触发中断事务（ raise_softirq（） 设置软中断 状态bitmap ，触发软中断 事务）

2、然后唤醒守护线程去检测中断状态寄存器（ 在Linux中 软中断daemon线程函数为do_softirq（））

3、如果通过查询发现某一软中断事务发生之后，那么通过软中断向量表调用软中断服务程序action（）。

这就是软中断的过程，与硬件中断唯一不同 的地方是从中断标记到中断服务程序的映射过程。在CPU的硬件中断发生之后，CPU需要将硬件中断请求通过向量表映射成具体的服务程序，这个过程是硬件自 动完成的，但是软中断不是，其需要守护线程去实现这一过程，这也就是软件模拟的中断，故称之为软中断。

 

一个软中断不会去抢占另一个软中断，只有硬件中断才可以抢占软中断，所以软中断能够保证对时间的严格要求。

软中断守护daemon 是软中断机制的实现核心，其实现过程也比较简单，通过查询软中断状态irq_stat来判断事件是否发生，如果发生， 那么映 射到软中断向量表，调用执行注册的action函数就可以了。从这一点分析可以看出，软中断的服务程序的执行上下文为软中断daemon。

常用的软中断函数列表如下：

1、  Open_softirq，注册一个软中断，将软中断服务程序注册到软中断向量表。

　　void open_softirq(int nr, void (*action)(struct softirq_action*), void *data)
　　
　　open_softirq()会填充softirq_vec[nr]，将action和data设为传入的参数。TASKLET_SOFTIRQ填充为tasklet_action(NULL)，HI_SOFTIRQ填充为tasklet_hi_action(NULL)，在do_softirq()函数中，这两个函数会被调用，分别启动tasklet_vec[cpu]和tasklet_hi_vec[cpu]链上的tasklet运行。

2、  Raise_softirq，设置软中断状态bitmap，触发软中断事务。

　　static inline void __cpu_raise_softirq(int cpu, int nr)
　　 
　　这个函数用来激活软中断，实际上就是第cpu号CPU的第nr号软中断的active位置1。在do_softirq()中将判断这个active位。tasklet_schedule()和tasklet_hi_schedule()都会调用这个函数。

do_softirq()有4个执行时机，分别是：从系统调用中返回（arch/i386/kernel/entry.S::ENTRY(ret_from_sys_call)）、从异常中返回（arch/i386/kernel/entry.S::ret_from_exception标号）、调度程序中（kernel/sched.c::schedule()），以及处理完硬件中断之后（kernel/irq.c::do_IRQ()）。它将遍历所有的softirq_vec，依次启动其中的action()。需要注意的是，软中断服务程序，不允许在硬中断服务程序中执行，也不允许在软中断服务程序中嵌套执行，但允许多个软中断服务程序同时在多个CPU上并发。