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可以搭配參考 2025-04-15 問答簡記

目前的主要參考資料 〈Linux Kernel Development〉v2.6 (許多 API 已過時) 和 Interrupts and Interrupt Handling

近日我與帥潮繼寬同學一同討論 Linux2025 核心實作第三份作業（kxo），在理解程式碼的過程中遇到不少疑問，查閱資料後仍有許多不解之處。在老師的建議下，發文向各位大神與同學們請益，相關問題整理如下，並附上連結供參考，謝謝大家！

1. top 與 bottom 的差異是否僅在於「是否屏蔽其他中斷」？
   還是 top 和 bot half 是一種「功能導向」的概念性區分(僅是一種抽象的概念)？

原本以為是透過「是否會屏蔽中斷」來區分 top half 和 bottom half，例如 top half 會屏蔽 (Hard IRQ)、bottom half 則不會。不過在閱讀 tasklet_action() 的時候注意到它其實也會使用 local_irq_save() 去關中斷 (繼寬發現的)，而根據 〈LKMPG〉 與 〈Linux Kernel Development〉 兩本書，tasklet 又明確被歸類為 bottom half 的一種。
這樣一來，是否就推翻了「以是否屏蔽中斷」作為 top/bottom 劃分依據的說法？ 另外我在這兩本書中也沒有找到關於 top/bottom half 劃分的明確定義

2. 若 top half 與 bottom half 並非僅為抽象概念，在 top half 與 bottom half 各自內部，是否還能依照具體功能再細分出自己的「top / bottom」結構呢？
3. 討論如何區分兩者(top / bottom half)是否有意義？
4. tasklet 和 workqueue 的具體差異為何? 它們在 interrupt context 中的角色與行為如何區分？
5. 如何判斷目前執行環境是否處於 interrupt context? 是透過下方的 MARCO 嘛?
   include/linux/preempt.h

 /*
 * The following macros are deprecated and should not be used in new code:
 * in_irq()       - Obsolete version of in_hardirq()
 * in_softirq()   - We have BH disabled, or are processing softirqs
 * in_interrupt() - We're in NMI,IRQ,SoftIRQ context or have BH disabled
 */
#define in_irq()		(hardirq_count())
#define in_softirq()		(softirq_count())
#define in_interrupt()		(irq_count())

6. Interrupt context 與 process context 有哪些具體差異？為何在設計上需要明確區分這兩者？ 書中提到 interrupt handler 執行時的場景就稱為 Interrupt context ，程式處於該場景無法進入 sleeping state, 但為何要這樣？
   此外書中強調 Interrupt context 又稱 Atomic context, 在 workqueue 與 tasklet 的比較中也能看到 tasklet 相較與 workqueue 具有 atomic 的特性：

   This means that workqueue functions must not be atomic as tasklet functions.

   "Atomic" 在中斷處理中的意義為何？

已經解決

0. 在閱讀 Interrupts and Interrupt Handling. Part 9. 時，不理解為什麼會說把 tasklets 存放在 tasklet_vec 和 tasklet_hi_vec 的 "Array" 中，這兩者的資料結構不應該是鏈結串列?

   Tasklets and high-priority tasklets are stored in the tasklet_vec and tasklet_hi_vec arrays, respectively

   經過帥潮繼寬的查證，tasklet_vec 和 tasklet_hi_vec 都是鏈結串列(It's the head of the linked list in fact)，目前也以著手提交 patch 修正!

   Fix incorrect description of tasklet #861，已被 merge ，恨帥潮。

1. 乘上，透過 tasklet_vec.tail 推斷 tasklet_vec 是鏈結串列，但卻找不到此結構體的定義
   該段落末段提到：

   These two per-cpu variables defined in the same source code file as the softirq_init function and represent two tasklet_head structures.

   因此該變數的結構應該是 struct tasklet_head 沒錯

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

   但問題來了，要如何儲存 tasklets ? -> 就是個平凡的 linked list, 但我不知道為何要儲存「指向最後一個元素」的指標？ 只有 head 會怎樣？

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

   所以 tasklet_struct 的 *func 會用來除存 handler 的指標

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0414: 謝謝仁廷學長的回覆，我禮拜一晚上前會看完並回覆，謝謝!