深入理解Linux的软中断和tasklet机制 (linux 软中断和tasklet)

Linux操作系统是一个开源的、自由的操作系统，有着非常快的发展速度和庞大的用户群体。Linux内核是操作系统的核心部分，它负责管理和分配计算机系统硬件资源、文件操作、进程管理、内存管理等操作系统的基本功能。而在内核中，软中断和tasklet机制则是非常重要的机制。

软中断和tasklet机制是内核中的两种软件任务处理机制。软中断是Linux内核提供的一种异步处理机制，用于快速完成一些需要在中断上下文中完成的工作，例如网络数据包处理、调度等等。tasklet机制是一种软中断的高级别抽象，可以在软中断上下文中执行的任务，通常用于非常高优先级的任务。在这篇文章中，我们将深入了解软中断和tasklet机制的实现原理和用法。

一、 软中断

软中断是一种特殊的中断机制，相比硬件中断，软中断并不是来自于硬件设备的中断请求，而是由内核自主发起，在内核中进行异步处理，以便更快的响应和处理某些事件。软中断是内核中的一段可重入代码，由内核启动并读取一个环形链表，这个链表中记录了需要进行延迟处理的任务。当内核的一个函数需要在中断上下文中运行时，就会调用softirq_rse()函数来把这个软中断激活。

软中断是由中断处理程序运行的，但他的开销较硬中断要小很多。一是数字中断需要硬件设备才能触发，软中断由内核程序发起，不需要硬件支持；二是硬中断禁止了所有中断，软中断通过调用local_irq_disable()和local_irq_save()函数禁用本地中断，从而避免了对所有中断的禁用。

Linux内核提供了软中断处理程序的机制，通过在内核代码中编写处理函数，将这些函数注册进入内核的软中断处理函数链表中，当任何一个内核代码发现软中断应该被处理时，都可以调用该函数。

二、tasklet机制

tasklet机制是Linux中实现高优先级软件任务处理的一种机制，相较于软中断，tasklet机制虽然在响应时间上更慢，但在CPU负载高的情况下却显得更加稳健。tasklet是一种轻量级的工作队列，仅仅是一个函数指针，处理函数不直接被调用，而是在tasklet上下文中处理。

tasklet可以分为两种类型：普通tasklet 和 有条件的tasklet。普通的tasklet一旦被调度就会一直执行，知道处理操作完成，而有条件的tasklet可以执行一次停止以适应更高的负载。

tasklet通常用于处理上下文，即在中断服务例程中调用的函数。这些函数通常不能直接执行高优先级的操作，因为它被谨慎地调用。在tasklet上下文中，tasklet所指向的处理函数是以禁止硬件中断的形式运行的，确保了高优先级函数的安全执行。

三、 结论

软中断和tasklet机制是Linux操作系统中两种非常重要的机制。软中断通常用于快速完成需要在中断上下文中完成的工作，而tasklet机制则是一种软中断的高级别抽象，常常用于高优先级任务的处理。

软中断和tasklet机制为Linux提供了响应快速和高效的基础，为Linux操作系统的稳定性和可靠性提供了坚实的支撑。对于应用开发者和系统管理员来说，深入理解这两个机制的实现原理和用法，对于提高应用的性能和优化系统效率都非常有益。