1.前言

软中断（softirq）是中断处理程序在开启中断的情况下执行的部分，可以被硬中断抢占。把延迟函数叫做软中断并不是因为它是一个真正的中断，而是因为延迟函数主要在中断上下文环境中运行。Linux中最多可以支持32种软中断操作，但目前Linux只实现了其中的几种。

    include/linux/interrupt.henum{HI_SOFTIRQ=0,TIMER_SOFTIRQ,NET_TX_SOFTIRQ,NET_RX_SOFTIRQ,BLOCK_SOFTIRQ,IRQ_POLL_SOFTIRQ,TASKLET_SOFTIRQ,SCHED_SOFTIRQ,HRTIMER_SOFTIRQ, /* 没有使用，但是保留，因为有些工具依赖这个编号 */RCU_SOFTIRQ,     /* RCU软中断应该总是最后一个软中断 */NR_SOFTIRQS};

2.关键函数

• 函数open_softirq()用来注册软中断的处理函数，在软中断向量表中为指定的软中断编号设置处理函数。

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

• 函数raise_softirq用来触发软中断，参数是软中断编号。

    void raise_softirq(unsigned int nr);

3.执行软中断

内核执行软中断的地方如下。

• （1）在中断处理程序的后半部分执行软中断，对执行时间有限制：不能超过2毫秒，并且最多执行10次。
• （2）每个处理器有一个软中断线程，调度策略是SCHED_NORMAL，优先级是120。
• （3）开启软中断的函数local_bh_enable()。
  在中断处理程序的后半部分，调用函数irq_exit()以退出中断上下文，处理软中断，其代码如下：

    kernel/softirq.cvoid irq_exit(void){…preempt_count_sub(HARDIRQ_OFFSET);if (! in_interrupt() && local_softirq_pending())invoke_softirq();…}

如果正在处理的硬中断没有抢占正在执行的软中断，没有禁止软中断，并且当前处理器的待处理软中断位图不是空的，那么调用函数invoke_softirq()来处理软中断。

    kernel/softirq.c1   static inline void invoke_softirq(void)2   {3    if (ksoftirqd_running())4         return;56    if (! force_irqthreads) {7         __do_softirq();8    } else {9         wakeup_softirqd();10   }11  }

第3行代码，如果软中断线程处于就绪状态或运行状态，那么让软中断线程执行软中断。第6行和第7行代码，如果没有强制中断线程化，那么调用函数__do_softirq()执行软中断。第8行和第9行代码，如果强制中断线程化，那么唤醒软中断线程执行软中断。函数__do_softirq是执行软中断的核心函数，其主要代码如下：

    kernel/softirq.c1   #define MAX_SOFTIRQ_TIME  msecs_to_jiffies(2)2   #define MAX_SOFTIRQ_RESTART 103   asmlinkage __visible void __softirq_entry __do_softirq(void)4   {5    unsigned long end = jiffies + MAX_SOFTIRQ_TIME;6    unsigned long old_flags = current->flags;7    int max_restart = MAX_SOFTIRQ_RESTART;8    struct softirq_action *h;9    bool in_hardirq;10   __u32 pending;11   int softirq_bit;1213   …14   pending = local_softirq_pending();15   …16   __local_bh_disable_ip(_RET_IP_, SOFTIRQ_OFFSET);17   …1819  restart:20   set_softirq_pending(0);2122   local_irq_enable();2324   h = softirq_vec;2526   while ((softirq_bit = ffs(pending))) {27        …28        h += softirq_bit - 1;29        …30        h->action(h);31        …32        h++;33        pending >>= softirq_bit;34   }3536   …37   local_irq_disable();3839   pending = local_softirq_pending();40   if (pending) {41        if (time_before(jiffies, end) && ! need_resched() &&42            --max_restart)43              goto restart;4445        wakeup_softirqd();46   }4748   …49   __local_bh_enable(SOFTIRQ_OFFSET);50   …51  }

第14行代码，把局部变量pending设置为当前处理器的待处理软中断位图。第16行代码，把抢占计数器的软中断计数加1。第20行代码，把当前处理器的待处理软中断位图重新设置为0。第22行代码，开启硬中断。第26～34行代码，从低位向高位扫描待处理软中断位图，针对每个设置了对应位的软中断编号，执行软中断的处理函数。第37行代码，禁止硬中断。第40行代码，如果软中断的处理函数又触发软中断，处理如下。❑ 第41～43行代码，如果软中断的执行时间小于2毫秒，不需要重新调度进程，并且软中断的执行次数没超过10，那么跳转到第19行代码继续执行软中断。第45行代码，唤醒软中断线程执行软中断。第49行代码，把抢占计数器的软中断计数减1。

4.ksoftirqd

软中断线程每个处理器有一个软中断线程，名称是“ksoftirqd/”后面跟着处理器编号，调度策略是SCHED_NORMAL，优先级是120。软中断线程的核心函数是run_ksoftirqd()，其代码如下：

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

5.参与讨论

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