内核源码分析之tasklet（基于3.16-rc4）

tasklet是在HI_SOFTIRQ和TASKLET_SOFTIRQ两个软中断的基础上实现的（它们是在同一个源文件中实现，由此可见它们的关系密切程度），它的数据结构和软中断比较相似，这篇博文将分析tasklet的初始化过程。

1.和tasklet相关的数据结构

tasklet_vec和tasklet_hi_vec数组（kernel/softirq.c）

 static DEFINE_PER_CPU(struct tasklet_head, tasklet_vec);
 static DEFINE_PER_CPU(struct tasklet_head, tasklet_hi_vec);

第1行中为所有cpu创建了名为tasklet_vec数组，每个元素和一个cpu相关联，数组元素类型为struct tasklet_head。第2行和第1行类似，创建出的tasklet_hi_vec数组存放的是每个cpu上优先级更高的tasklet小任务。下面看下struct tasklet_head结构体（kernel/softirq.c）。

 struct tasklet_head {
     struct tasklet_struct *head;
     struct tasklet_struct **tail;
 };

内核会为每个cpu分配一个这样的结构体变量，从而每个cpu都拥有一个小任务函数的链表。再看下结构体（kernel/softirq.c）。

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

第1行next指向小任务链表下一个节点，第6行func变量指向了小任务函数。

2.tasklet初始化

小任务是基于HI_SOFTIRQ和TASKLET_SOFTIRQ两个软中断来实现的。HI_SOFTIRQ所对应的软中断函数是tasklet_action，如下（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, &__get_cpu_var(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();
     }
 }

第6行中tasklet_vec数组中和本地cpu相关的元素的head域值，保存在list变量中，实际上把当前cpu的tastlet任务链表卸下来，list成为链表头指针。第7，8行把tasklet_vec数组和本地cpu相关的元素的head域置为NULL，tail域指向head域。第11-26行用while循环执行所有的tasklet函数。第21行是tasklet函数的执行。第30-31行把执行之后的struct tasklet_struct链表节点重新挂到tasklet_vec数组中，由此可见装tasklet函数的结构体不用程序员手动创建，由系统来提供。第32行重新设置软中断掩码表的相应位。TASKLET_SOFTIRQ所对应的软中断函数是tasklet_hi_action，和tasklet_action执行过程类似，不再分析。

来看下tasklet_action函数初始化过程（kernel/softirq.c）。

 void __init softirq_init(void)
 {
     int cpu;

     for_each_possible_cpu(cpu) {
         per_cpu(tasklet_vec, cpu).tail =
             &per_cpu(tasklet_vec, cpu).head;
         per_cpu(tasklet_hi_vec, cpu).tail =
             &per_cpu(tasklet_hi_vec, cpu).head;
     }

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

第5-10行，初始化tasklet_vec和tasklet_hi_vec两个数组的元素，使每个元素的tail域指向head域。cpu编号作为两个数组的下标。第12-13行将负责处理tasklet任务的两个软中断函数tasklet_action和tasklet_hi_action分别存入软中断数组softirq_vec[NR_SOFTIRQS]的相应元素中。来看下open_softirq函数（kernel/softirq.c）。

 void open_softirq(int nr, void (*action)(struct softirq_action *))
 {
     softirq_vec[nr].action = action;
 } 

相信你一看就明白了，不用解释了～

再看看tasklet的初始化过程（kernel/softirq.c）：

 void tasklet_init(struct tasklet_struct *t,
           void (*func)(unsigned long), unsigned long data)
 {
     t->next = NULL;
     t->state = ;
     atomic_set(&t->count, );
     t->func = func;
     t->data = data;
 }

该函数接收tasklet_struct结构体指针和小任务函数指针，然后对tasklet_struct结构体进行初始化，并将函数指针赋给t->func域。tasklet_init函数在tasklet_hrtimer_init函数中被调用。

3.tasklet调度（这两个函数分别在include/linux/interrupt.h和kernel/softirq.c文件中）

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

 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);
 }
 EXPORT_SYMBOL(__tasklet_schedule);

在__tasklet_schedule函数第7-8行，将struct tasklet_struct类型的tasklet挂到taskeletvec数组中，然后第9行进行软中断掩码置位。之后当软中断被执行时，tasklet函数就可以被执行了。

至此，tasklet的初始化就分析完了。