linux内核中的软中断和threaded_irq(27)
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发布时间：2024-12-14 08:06
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时间：2024-12-14 08:21
软中断
软中断（Softirq）在Linux内核中是一种底半部处理机制，通常在顶半部返回时执行。软中断由softirq_action结构体表示，包含处理函数指针和参数。使用open_softirq（）注册，raise_softirq（）触发。软中断和tasklet运行于软中断上下文，属于原子上下文。工作队列运行于进程上下文，因此软中断和tasklet中禁止睡眠，而工作队列允许。
软中断执行的场景包括HI_SOFTIRQ、TIMER_SOFTIRQ、NET_TX_SOFTIRQ、NET_RX_SOFTIRQ、SCSI_SOFTIRQ、TASKLET_SOFTIRQ等。软中断与驱动编写无关，由内核自动管理。
软中断适度线程化，缓解高负载下的系统响应。内核会将大量软中断放入ksoftirqd线程执行。
硬中断、软中断、信号的区别：硬中断由外部设备触发，软中断是中断底半部处理机制，信号是内核或其他进程对进程的中断。软中断概念与通过软件指令引发的中断不同，后者与软中断不是一个概念。
threaded_irq
内核提供request_threaded_irq（）和devm_request_threaded_irq（）用于申请中断。这两个函数多了thread_fn参数，为中断号分配内核线程。中断上下文执行handler函数，内核线程执行thread_fn。如果handler结束时返回IRQ_WAKE_THREAD，内核调度thread_fn执行。支持IRQF_ONESHOT标记，自动屏蔽中断，避免中断服务程序退出后的中断洪泛。
handler参数可设为NULL，由内核使用默认处理函数和IRQF_ONESHOT标记。IRQF_ONESHOT在无法在上半部清除中断时特别有用。
GPIO按键中断
GPIO按键驱动通过request_any_context_irq（）或devm_request_any_context_irq（）申请中断，根据GPIO控制器的中断类型决定使用request_irq（）或request_threaded_irq（）。每个GPIO可能对应多个中断号，但共享一个中断控制器。
在GPIO按键驱动中，中断处理较为简单，不存在顶半部和底半部的明确划分。初始化时，通过INIT_WORK（&bdata->work，gpio_keys_gpio_work_func）初始化工作队列，用于处理按键事件。事件处理函数通过container_of（）解析出对应的GPIO键数据结构。
