Linux中断概述
Ref：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/88883239
Linux的中断处理分为top half（关中断）以及bottom half（开中断、defer处理）。BH部分的机制包括：
softirq、tasklet、workqueue。
其中，tasklet是基于softirq的。workqueue和softirq、tasklet有本质的区别：workqueue运行在process context（可以被中断，保存在进程栈），而softirq和tasklet运行在interrupt context（可以被中断，保存在中断栈）。
softirq更倾向于性能，而tasklet更倾向于易用性。
为了性能，同一类型的softirq有可能在不同的CPU上并发执行，这给使用者带来了极大的痛苦，因为驱动工程师在撰写softirq的回调函数的时候要考虑重入，考虑并发，要引入同步机制。
如果一个tasklet在processor A上被调度执行，那么它永远也不会同时在processor B上执行（在检查tasklet的状态的时候，如果发现该tasklet在其他processor上已经正在运行，那么该tasklet不会被处理，一直等到在processor A上的tasklet处理完），也就是说，tasklet是串行执行的（注：不同的tasklet还是会并发的），不需要考虑重入的问题。
preempt_count
struct thread_info {
……
int preempt_count; /* 0 => preemptable, <0 => bug */
……
};
preempt_count本质上是一个per-CPU的32位变量（x86），它在各种处理器架构下的存放位置和命名不尽相同，但其值都可以使用preempt_count()函数统一获取。preempt_count逻辑相关的核心代码位于include/linux/preempt.h，虽然只是一个32位变量，但由于其和中断、调度/抢占密切相关，因此在系统中发挥的作用不容小觑。
注：
preempt_count定义的位置因架构不同，arm64定义在thread_info结构体中，x86则定义为percpu变量。
//arch/arm64/include/asm/preempt.h
static inline int preempt_count(void)
{
return READ_ONCE(current_thread_info()->preempt.count);
}
//arch/x86/include/asm/preempt.h
DECLARE_PER_CPU(int, __preempt_count);
hardirq相关
preempt_count中的第16到19个bit表示hardirq count，它记录了进入hardirq/top half的嵌套次数，在这篇文章介绍的do_IRQ(x86，arm64为gic_handle_irq)中，irq_enter()用于标记hardirq的进入，此时hardirq count的值会加1。irq_exit()用于标记hardirq的退出，hardirq count的值会相应的减1。
如果hardirq count的值为正数，说明现在正处于hardirq上下文中，代码中可借助in_irq()宏实现快速判断。注意这里的命名是"in_irq"而不是"in_hardirq"。
#define hardirq_count() (preempt_count() & HARDIRQ_MASK)
#define in_irq() (hardirq_count())
hardirq count占据4个bits，理论上可以表示16层嵌套，但现在Linux系统并不支持hardirq的嵌套执行，所以实际使用的只有1个bit。
之所以采用4个bits，一是历史原因，因为早期Linux并不是将中断处理的过程分为top half和bottom half，而是将中断分为fast interrupt handler和slow interrupt handler，而slow interrupt handler是可以嵌套执行的，二是某些 driver 代码可能在top half中重新使能hardirq。
softirq相关
preempt_count中的第8到15个bit表示softirq count，它记录了进入softirq的嵌套次数，如果softirq count的值为正数，说明现在正处于softirq上下文中。由于softirq在单个CPU上是不会嵌套执行的，因此和hardirq count一样，实际只需要一个bit(bit 8)就可以了。但这里多出的7个bits并不是因为历史原因多出来的，而是另有他用。
这个"他用"就是表示在进程上下文中，为了防止进程被softirq所抢占，关闭/禁止softirq的次数，比如每使用一次local_bh_disable()，softirq count高7个bits(bit 9到bit 15)的值就会加1，使用local_bh_enable()则会让softirq count高7个bits的的值减1。
代码中可借助in_softirq()宏快速判断当前是否在softirq上下文：
#define softirq_count() (preempt_count() & SOFTIRQ_MASK)
#define in_softirq() (softirq_count())
进入softirq是在softirq上下文，关闭softirq抢占也是在softirq上下文，但还是有办法区分的。办法就是使用in_serving_softirq()宏来确切地表示现在是在处理softirq（通过preempt_count的bit8）。
#define SOFTIRQ_OFFSET (1UL << 8)
#define in_serving_softirq() (softirq_count() & SOFTIRQ_OFFSET)
上下文
不管是hardirq上下文还是softirq上下文，都属于我们俗称的中断上下文(interrupt context)。
- hardirq上下文：正在执行hardirq或关闭中断；
- softirq上下文：正在执行softirq或关闭softirq抢占。
为此，有一个名为in_interrupt()的宏专门用来判断当前是否在中断上下文中。
#define irq_count() (preempt_count() & (HARDIRQ_MASK | SOFTIRQ_MASK | NMI_MASK))
#define in_interrupt() (irq_count())
与中断上下文相对应的就是俗称的进程上下文(process context)，in_task()。
#define in_task() (!(preempt_count() & (HARDIRQ_MASK | SOFTIRQ_OFFSET | NMI_MASK)))
注意：
- 这里使用SOFTIRQ_OFFSET，而不是SOFTIRQ_MASK，前面已经解释过；在进程上下文中可以通过local_bh_disable()来关闭软中断抢占；所以，这里进程上下文（in_task）和中断上下文（in_interrrupt）其实是有一个交集，即preempt_count（bit9~bit15）！
- 并不是只有用户态进程才会处在process context，内核线程依然可以运行在process context。
在中断上下文中，调度是关闭的，不会发生进程的切换，这属于一种隐式的禁止调度，而在代码中，也可以使用preempt_disable()来显示地关闭调度，关闭次数由第0到7个bits组成的preemption count(注意不是preempt count)来记录。
每使用一次preempt_disable()，preemption count的值就会加1，使用preempt_enable()则会让preemption count的值减1。preemption count占8个bits，因此一共可以表示最多256层调度关闭的嵌套。
处于中断上下文，或者显示地禁止了调度，preempt_count()的值都不为0，都不允许睡眠/调度的发生，这两种场景被统称为atomic上下文，可由in_atomic()宏给出判断。
#define in_atomic() (preempt_count() != 0)
中断上下文、进程上下文和atomic上下文的关系大概可以表示成这样：
