軟中斷、tasklet和工作隊列并不是Linux內核中一直存在的機制，而是由更早版本的內核中的“下半部”（bottom half）演變而來(lái)。下半部的機制實(shí)際上包括五種，但2.6版本的內核中，下半部和任務(wù)隊列的函數都消失了，只剩下了前三者。本文重點(diǎn)在于介紹這三者之間的關(guān)系。（函數細節將不會(huì )在本文中出現，可以參考文獻，點(diǎn)這里）
（1）上半部和下半部的區別
上半部指的是中斷處理程序，下半部則指的是一些雖然與中斷有相關(guān)性但是可以延后執行的任務(wù)。舉個(gè)例子：在網(wǎng)絡(luò )傳輸中，網(wǎng)卡接收到數據包這個(gè)事件不一定需要馬上被處理，適合用下半部去實(shí)現；但是用戶(hù)敲擊鍵盤(pán)這樣的事件就必須馬上被響應，應該用中斷實(shí)現。
兩者的主要區別在于：中斷不能被相同類(lèi)型的中斷打斷，而下半部依然可以被中斷打斷；中斷對于時(shí)間非常敏感，而下半部基本上都是一些可以延遲的工作。由于二者的這種區別，所以對于一個(gè)工作是放在上半部還是放在下半部去執行，可以參考下面四條：
a）如果一個(gè)任務(wù)對時(shí)間非常敏感，將其放在中斷處理程序中執行。
b）如果一個(gè)任務(wù)和硬件相關(guān)，將其放在中斷處理程序中執行。
c）如果一個(gè)任務(wù)要保證不被其他中斷（特別是相同的中斷）打斷，將其放在中斷處理程序中執行。
d）其他所有任務(wù)，考慮放在下半部去執行。
（2）為什么要使用軟中斷？
軟中斷作為下半部機制的代表，是隨著(zhù)SMP（share memory processor）的出現應運而生的，它也是tasklet實(shí)現的基礎（tasklet實(shí)際上只是在軟中斷的基礎上添加了一定的機制）。軟中斷一般是“可延遲函數”的總稱(chēng)，有時(shí)候也包括了tasklet（請讀者在遇到的時(shí)候根據上下文推斷是否包含tasklet）。它的出現就是因為要滿(mǎn)足上面所提出的上半部和下半部的區別，使得對時(shí)間不敏感的任務(wù)延后執行，而且可以在多個(gè)CPU上并行執行，使得總的系統效率可以更高。它的特性包括：
a）產(chǎn)生后并不是馬上可以執行，必須要等待內核的調度才能執行。軟中斷不能被自己打斷，只能被硬件中斷打斷（上半部）。
b）可以并發(fā)運行在多個(gè)CPU上（即使同一類(lèi)型的也可以）。所以軟中斷必須設計為可重入的函數（允許多個(gè)CPU同時(shí)操作），因此也需要使用自旋鎖來(lái)保護其數據結構。
（3）為什么要使用tasklet？（tasklet和軟中斷的區別）
由于軟中斷必須使用可重入函數，這就導致設計上的復雜度變高，作為設備驅動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，增加了負擔。而如果某種應用并不需要在多個(gè)CPU上并行執行，那么軟中斷其實(shí)是沒(méi)有必要的。因此誕生了彌補以上兩個(gè)要求的tasklet。它具有以下特性：
a）一種特定類(lèi)型的tasklet只能運行在一個(gè)CPU上，不能并行，只能串行執行。
b）多個(gè)不同類(lèi)型的tasklet可以并行在多個(gè)CPU上。
c）軟中斷是靜態(tài)分配的，在內核編譯好之后，就不能改變。但tasklet就靈活許多，可以在運行時(shí)改變（比如添加模塊時(shí)）。
tasklet是在兩種軟中斷類(lèi)型的基礎上實(shí)現的，但是由于其特殊的實(shí)現機制（將在4.3節詳細介紹），所以具有了這樣不同于軟中斷的特性。而由于這種特性，所以降低了設備驅動(dòng)程序開(kāi)發(fā)者的負擔，因此如果不需要軟中斷的并行特性，tasklet就是最好的選擇。
（4）可延遲函數（軟中斷及tasklet）的使用
一般而言，在可延遲函數上可以執行四種操作：初始化/激活/執行/屏蔽。屏蔽我們這里不再敘述，前三個(gè)則比較重要。下面將軟中斷和tasklet的三個(gè)步驟分別進(jìn)行對比介紹。
（4.1）初始化
初始化是指在可延遲函數準備就緒之前所做的所有工作。一般包括兩個(gè)大步驟：首先是向內核聲明這個(gè)可延遲函數，以備內核在需要的時(shí)候調用；然后就是調用相應的初始化函數，用函數指針等初始化相應的描述符。
如果是軟中斷則在內核初始化時(shí)進(jìn)行，其描述符定義如下：
struct softirq_action
{
void (*action)(struct softirq_action *);
void *data;
};
在\kernel\softirq.c文件中包括了32個(gè)描述符的數組static struct softirq_action softirq_vec[32]；但實(shí)際上只有前6個(gè)已經(jīng)被內核注冊使用（包括tasklet使用的HI_SOFTIRQ/TASKLET_SOFTIRQ和網(wǎng)絡(luò )協(xié)議棧使用的NET_TX_SOFTIRQ/NET_RX_SOFTIRQ，還有SCSI存儲和系統計時(shí)器使用的兩個(gè)），剩下的可以由內核開(kāi)發(fā)者使用。需要使用函數：
void open_softirq(int nr, void (*action)(struct softirq_action*), void *data)
初始化數組中索引為nr的那個(gè)元素。需要的參數當然就是action函數指針以及data。例如網(wǎng)絡(luò )子系統就通過(guò)以下兩個(gè)函數初始化軟中斷（net_tx_action/net_rx_action是兩個(gè)函數）：
open_softirq(NET_TX_SOFTIRQ,net_tx_action);
open_softirq(NET_RX_SOFTIRQ,net_rx_action);
這樣初始化完成后實(shí)際上就完成了一個(gè)一一對應的關(guān)系：當內核中產(chǎn)生到NET_TX_SOFTIRQ軟中斷之后，就會(huì )調用net_tx_action這個(gè)函數。
tasklet則可以在運行時(shí)定義，例如加載模塊時(shí)。定義方式有兩種：
靜態(tài)聲明
DECLARE_TASKET(name, func, data)
DECLARE_TASKLET_DISABLED(name, func, data)
動(dòng)態(tài)聲明
void tasklet_init(struct tasklet_struct *t, void (*func)(unsigned long), unsigned long data)
其參數分別為描述符，需要調用的函數和此函數的參數—必須是unsigned long類(lèi)型。也需要用戶(hù)自己寫(xiě)一個(gè)類(lèi)似net_tx_action的函數指針func。初始化最終生成的結果就是一個(gè)實(shí)際的描述符，假設為my_tasklet（將在下面用到）。
（4.2）激活
激活標記一個(gè)可延遲函數為掛起（pending）狀態(tài)，表示內核可以調用這個(gè)可延遲函數（即使在中斷過(guò)程中也可以激活可延遲函數，只不過(guò)函數不會(huì )被馬上執行）；這種情況可以類(lèi)比處于TASK_RUNNING狀態(tài)的進(jìn)程，處在這個(gè)狀態(tài)的進(jìn)程只是準備好了被CPU調度，但并不一定馬上就會(huì )被調度。
軟中斷使用raise_softirq()函數激活，接收的參數就是上面初始化時(shí)用到的數組索引nr。
tasklet使用tasklet_schedule()激活，該函數接受tasklet的描述符作為參數，例如上面生成的my_tasklet：
tasklet_schedule(& my_tasklet)
（4.3）執行
執行就是內核運行可延遲函數的過(guò)程，但是執行只發(fā)生在某些特定的時(shí)刻（叫做檢查點(diǎn)，具體有哪些檢查點(diǎn)？詳見(jiàn)《深入》p.177）。
每個(gè)CPU上都有一個(gè)32位的掩碼__softirq_pending，表明此CPU上有哪些掛起（已被激活）的軟中斷。此掩碼可以用local_softirq_pending()宏獲得。所有的掛起的軟中斷需要用do_softirq()函數的一個(gè)循環(huán)來(lái)處理。
而對于tasklet，由于軟中斷初始化時(shí)，就已經(jīng)通過(guò)下面的語(yǔ)句初始化了當遇到TASKLET_SOFTIRQ/HI_SOFTIRQ這兩個(gè)軟中斷所需要執行的函數：
open_softirq(TASKLET_SOFTIRQ, tasklet_action, NULL);
open_softirq(HI_SOFTIRQ, tasklet_hi_action, NULL);
因此，這兩個(gè)軟中斷是要被區別對待的。tasklet_action和tasklet_hi_action內部實(shí)現就是為什么軟中斷和tasklet有不同的特性的原因（當然也因為二者的描述符不同，tasklet的描述符要比軟中斷的復雜，也就是說(shuō)內核設計者自己多做了一部分限制的工作而減少了驅動(dòng)程序開(kāi)發(fā)者的工作）。
（5）為什么要使用工作隊列work queue？（work queue和軟中斷的區別）
上面我們介紹的可延遲函數運行在中斷上下文中（軟中斷的一個(gè)檢查點(diǎn)就是do_IRQ退出的時(shí)候），于是導致了一些問(wèn)題：軟中斷不能睡眠、不能阻塞。由于中斷上下文出于內核態(tài)，沒(méi)有進(jìn)程切換，所以如果軟中斷一旦睡眠或者阻塞，將無(wú)法退出這種狀態(tài)，導致內核會(huì )整個(gè)僵死。但可阻塞函數不能用在中斷上下文中實(shí)現，必須要運行在進(jìn)程上下文中，例如訪(fǎng)問(wèn)磁盤(pán)數據塊的函數。因此，可阻塞函數不能用軟中斷來(lái)實(shí)現。但是它們往往又具有可延遲的特性。
因此在2.6版的內核中出現了在內核態(tài)運行的工作隊列（替代了2.4內核中的任務(wù)隊列）。它也具有一些可延遲函數的特點(diǎn)（需要被激活和延后執行），但是能夠能夠在不同的進(jìn)程間切換，以完成不同的工作。
