Книга: Разработка ядра Linux

Использование тасклетов

Использование тасклетов

В большинстве случаев тасклеты — это самый предпочтительный механизм, с помощью которого следует реализовать обработчики нижних половин для обычных аппаратных устройств. Тасклеты можно создавать динамически, их просто использовать, и они сравнительно быстро работают.

Тасклеты можно создавать статически и динамически. Какой вариант лучше выбрать, зависит от того, как необходимо (или желательно) пользователю обращаться к тасклету: прямо или через указатель. Для статического создания тасклета (и соответственно, обеспечения прямого доступа к нему) необходимо использовать один из двух следующих макросов, которые определены в файле <linux/interrupts.h>:

DECLARE_TASKLET(name, func, data);
DECLARE_TASKLET_DISABLED(name, func, data);

Оба макроса статически создают экземпляр структуры struct_tasklet_struct с указанным именем (name). Когда тасклет запланирован на выполнение, то вызывается функция func, которой передается аргумент data. Различие между этими макросами состоит в значении счетчика ссылок на тасклет (поле count). Первый макрос создает тасклет, у которого значение поля count равно нулю, и, соответственно, этот тасклет разрешен. Второй макрос создает тасклет и устанавливает для него значение поля count, равное единице, и, соответственно, этот тасклет будет запрещен. Можно привести следующий пример.

DECLARE_TASKLET(my_tasklet, my_tasklet_handler, dev);

Эта строка эквивалентна следующей декларации.

struct tasklet_struct my_tasklet = {
 NULL, 0, ATOMIC_INIT(0), tasklet_handler, dev
};

В данном примере создается тасклет с именем my_tasklet, который разрешен для выполнения. Функция tasklet_handler будет обработчиком этого тасклета. Значение параметра dev передается в функцию-обработчик при вызове данной функции.

Для инициализации тасклета, на который указывает заданный указатель struct tasklet_struct* t — косвенная ссылка на динамически созданную ранее структуру, необходимо использовать следующий вызов.

tasklet_init(t, tasklet_handler, dev); /* динамически, а не статически */

Функция-обработчик тасклета должна соответствовать правильному прототипу.

void tasklet_handler(unsigned long data);

Так же как и в случае отложенных прерываний, тасклет не может переходить в состояние ожидания (блокироваться). Это означает, что в тасклетах нельзя использовать семафоры или другие функции, которые могут блокироваться. Тасклеты также выполняются при всех разрешенных прерываниях, поэтому необходимо принять все меры предосторожности (например, может понадобиться запретить прерывания и захватить блокировку), если тасклет имеет совместно используемые данные с обработчиком прерывания. В отличие от отложенных прерываний, ни один тасклет не выполняется параллельно самому себе, хотя два разных тасклета могут выполняться на разных процессорах параллельно. Если тасклет совместно использует данные с обработчиком прерывания или другим тасклетом, то необходимо использовать соответствующие блокировки (см. главу 8, "Введение в синхронизацию выполнения кода ядра" и главу 9, "Средства синхронизации в ядре").

Для того чтобы запланировать тасклет на выполнение, должна быть вызвана функция tasklet_schedule(), которой в качестве аргумента передается указатель на соответствующий экземпляр структуры tasklet_struct.

tasklet_schedule(&my_tasklet); /* отметить, что тасклет my_tasklet
                                  ожидает на выполнение */

После того как тасклет запланирован на выполнение, он выполняется один раз в некоторый момент времени в ближайшем будущем. Если тасклет, который запланирован на выполнение, будет запланирован еще раз до того, как он выполнится, то он также выполнится всего один раз. Если тасклет уже выполняется, скажем, на другом процессоре, то будет запланирован снова и снова выполнится. Для оптимизации тасклет всегда выполняется на том процессоре, который его запланировал на выполнение, что дает надежду на лучшее использование кэша процессора.

Указанный тасклет может быть запрещен с помощью вызова функции tasklet_disable(). Если тасклет в данный момент времени выполняется, то эта функция не возвратит управление, пока тасклет не закончит выполняться. Как альтернативу можно использовать функцию tasklet_disable_nosync(), которая запрещает указанный тасклет, но возвращается сразу и не ждет, пока тасклет завершит выполнение. Это обычно небезопасно, так как в данном случае нельзя гарантировать, что тасклет не закончил выполнение. Вызов функции tasklet_enable() разрешает тасклет. Эта функция также должна быть вызвана для того, чтобы можно было использовать тасклет, созданный с помощью макроса DECLARE_TASKLET_DISABLED(), как показано в следующем примере.

tasklet_disable(&my_tasklet); /* тасклет теперь запрещен */
/* Мы можем делать все, что угодно, зная,
   что тасклет не может выполняться. */
tasklet_enable(&my_tasklet); /* теперь тасклет разрешен */

Из очереди тасклетов, ожидающих на выполнение, тасклет может быть удален с помощью функции tasklet_kill(). Эта функция получает указатель на соответствующую структуру tasklet_struct в качестве единственного аргумента. Удаление запланированного на выполнение тасклета из очереди очень полезно в случае, когда используются тасклеты, которые сами себя планируют на выполнение. Эта функция сначала ожидает, пока тасклет не закончит выполнение, а потом удаляет его из очереди. Однако это, конечно, не может предотвратить возможности, что другой код запланирует этот же тасклет на выполнение. Так как данная функция может переходить в состояние ожидания, то ее нельзя вызывать из контекста прерывания.

Оглавление книги