中断下半部分析之Tasklet

上一个博客写了中断下半部的软中断softirq部分的一些学习笔记，这批博客接着写tasklet微任务部分。

仅仅是平时看代码中的一些笔记，记下了怕忘了。

Tasklet是中断下半部的一种，它工作在中断上下文。同一个tasklet对象同一时刻只能在一个cpu上运行。

Tasklet的数据结构为

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

各个字段的含义如下：

字段	含义
state	Tasklet的状态，主要包括两种状态： TASKLET_STATE_SCHED   表示此tasklet已被调度，单还未执行 TASKLET_STATE_RUN     表示此tasklet已在cpu上运行
count	引用计数值，不为0表示此tasklet被禁止，不允许执行
func	要执行的函数
data	函数的参数

这里不分析tasklet的用法，只是看下tasklet是如何做到串行化的，也就是同一个tasklet对象同一时刻只能在一个cpu上运行。

调用tasklet_schedule来提交一个tasklet对象，该函数首先设置此tasklet对象的state字段为TASKLET_STATE_SCHED状态，表明该tasklet对象已经被提交但还没有被运行。

static inline void tasklet_schedule(struct tasklet_struct *t)   {      if (!test_and_set_bit(TASKLET_STATE_SCHED, &t->state))                    __tasklet_schedule(t);    }

tasklet_schedule函数首先调用test_and_set_bit设置state字段为TASKLET_STATE_SCHED，并返回它之前的值，如果之前值为0(即是TASKLET_STATE_SCHED状态)，那么就调用__tasklet_schedule函数。这里说明一个tasklet对象在已调度还未执行之前，另一个相同的tasklet对象又被调度了，它也只会执行一次。如果test_and_set_bit返回值为非0，及state字段状态值为TASKLET_STATE_RUN，那么就不会调用__tasklet_schedule函数了，而是直接返回。

void __tasklet_schedule(struct tasklet_struct *t)   {      unsigned long flags;         local_irq_save(flags);      t->next = NULL;      *__this_cpu_read(tasklet_vec.tail) = t;      __this_cpu_write(tasklet_vec.tail, &(t->next));      raise_softirq_irqoff(TASKLET_SOFTIRQ);      local_irq_restore(flags);    }

这段代码主要就是将此tasklet对象加入所在cpu的percp数组tasklet_vec中。raise_softirq_irqoff函数会设置软中断中TASKLET_SOFTIRQ相应位为pending状态。

test_and_set_bit操作是原子操作，如果同时有两个处理器同时调用tasklet_schedule函数来调度同一个tasklet对象，那么只有一个会被成功提交。

 

TASKLET_STATE_SCHED是确保tasklet串行化执行的第一道防线，如果一个tasklet对象已被调度到处理器上运行，那么TASKLET_STATE_SCHED标志就会被清除。

static void tasklet_action(struct softirq_action *a)   {     struct tasklet_struct *list;     while (list) {      struct tasklet_struct *t = list;        list = list->next;      if (tasklet_trylock(t)) {  /*还未被其他处理器调度执行*/     if (!atomic_read(&t->count)) { /*处于激活状态，允许执行*/        if (!test_and_clear_bit(TASKLET_STATE_SCHED, &t->state))         BUG();        t->func(t->data);        tasklet_unlock(t);        continue;       }       tasklet_unlock(t);      }             }    }

tasklet_trylock函数会调用test_and_set_bit原子操作判断此tasklet对象是否已被其他的cpu调度开始执行了，具体是判断tasklet对象的state字段是否设置为TASKLET_STATE_RUN状态。tasklet_trylock成功表明此tasklet对象还没有被调度执行。

tasklet_trylock成功之后，原子读取count字段，如果此字段为0，表明此tasklet处于激活状态。如果此字段为非0，表明此tasklet被禁止，不允许执行。

接下来调用test_and_clear_bit清除掉TASKLET_STATE_SCHED标志。这样其他CPU就可以调用tasklet_schedule函数提交此tasklet对象。

正是通过TASKLET_STATE_RUN标志保证了SMP架构下面的同一tasklet对象同一时刻的串行化执行。