tasklet存储结构及调用流程

• 1. 简介
• 2. 存储结构
• 3. 代码流程
• • 3.1 open_softirq
  • 3.2 raise_softirq_irqoff
  • 3.3 run_ksoftirqd
  • 3.4 __do_softirq
• 4. tasklet
• • 4.1 tasklet_action

tasklet是基于softirq的，它在中断上下文执行，不屏蔽中断，在其中不能执行睡眠/等待操作。

softirq在linux kernel中由一个数组存储，每一种类型的softirq对应一个action。

softirq的类型定义在include/linux/interrupt.h文件中，共有(NR_SOFTIRQS - 1)个。

将传入的action，赋值到softirq_vec对应类型的位置上。

在有softirq需要处理时，调用raise_softirq_irqoff函数，该函数一共做了两件事：

1. 将传入的参数类型softirq的pending bit置1。
2. wakeup ksoftirqd smp_hotplug_thread。

存放pending bit的变量，是一个per-cpu变量，名为irq_stat，它的定义如下：

kernel/softirq.c
#ifndef __ARCH_IRQ_STAT
irq_cpustat_t irq_stat[NR_CPUS] ____cacheline_aligned;
EXPORT_SYMBOL(irq_stat);
#endif

arch/arm64/include/asm/hardirq.h
typedef struct {
        unsigned int __softirq_pending;
        unsigned int ipi_irqs[NR_IPI];
} ____cacheline_aligned irq_cpustat_t; 

唤醒的ksoftirqd，是一个smp_hotplug_thread线程，它的定义为：

kernel/softirq.c
static struct smp_hotplug_thread softirq_threads = {
        .store                  = &ksoftirqd,
        .thread_should_run      = ksoftirqd_should_run,
        .thread_fn              = run_ksoftirqd,
        .thread_comm            = "ksoftirqd/%u",
};

其中的成员做简单介绍：

1. store: DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, ksoftirqd); ----定义的per-cpu task_struct。
2. thread_should_run: 在wakeup这个线程时，会先调用这个函数，判断是否唤醒。
3. thread_fn: wakeup ksoftirqd后，真正运行的核心函数。
4. thread_comm: per-cpu的ksoftirqd名称定义，例如ksoftirqd/0。

在执行完raise_soft_irqoff后，若当前cpu不在中断中，则会唤醒ksoftirqd线程，执行run_ksoftirqd函数，再看看一下，这个run_ksoftirqd到底做了哪些事。
函数定义如下：

kernel/softirq.c
static void run_ksoftirqd(unsigned int cpu)
{
        local_irq_disable();
        if (local_softirq_pending()) {
                
                __do_softirq();                                                                                                                                                                            
                local_irq_enable();
                cond_resched_rcu_qs();
                return;
        }
        local_irq_enable();
}

这个函数非常简单，主要做的事情就是，关闭本地中断，调用__do_softirq函数。继续查看__do_softirq。

这个函数篇幅较长，后续再完善，主要功能为：遍历所有的softirq类型，若有pending bit，则执行相应的action。

1) tasklet位于softirq_vec数组中的第7个元素，为softirq_vec[6]。
2) tasklet注册action的流程为：

softirq_init
	softirq_init {
		open_softirq(TASKLET_SOFTIRQ, tasklet_action);
		open_softirq(HI_SOFTIRQ, tasklet_hi_action);
	}

3) 注册的action，分别为tasklet_action / tasklet_hi_action。

先看一下代码，根据代码进行分析。

kernel/softirq.c
static void tasklet_action(struct softirq_action *a)                                                                                                                                                       
{
        struct tasklet_struct *list;

        local_irq_disable();
        list = __this_cpu_read(tasklet_vec.head);
        __this_cpu_write(tasklet_vec.head, NULL);
        __this_cpu_write(tasklet_vec.tail, this_cpu_ptr(&tasklet_vec.head));
        local_irq_enable();

        while (list) {
                struct tasklet_struct *t = list;

                list = list->next;

                if (tasklet_trylock(t)) {
                        if (!atomic_read(&t->count)) {
                                if (!test_and_clear_bit(TASKLET_STATE_SCHED,
                                                        &t->state))
                                        BUG();
                                t->func(t->data);
                                tasklet_unlock(t);
                                continue;
                        }
                        tasklet_unlock(t);
                }

                local_irq_disable();
                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_enable();
        }
}

1. 读取per-cpu的变量tasklet_vec，复制给临时变量list。
2. 遍历list中的所有元素，若某个tasklet的count为0时，则调用tasklet->func。若不为0则将其添加到tasklet_list中，并设置tasklet pending bit 为 1。