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Linux内核硬中断软中断的原理和实现

linux为了实现这个特点，当中断发生的时候，硬中断处理那些短时间就可以完成的工作，而将那些处理事件比较长的工作，放到中断之后来完成，也就是软中断(softirq)来完成。...（3）中断嵌套 Linux下硬中断是可以嵌套的，但是没有优先级的概念，也就是说任何一个新的中断都可以打断正在执行的中断，但同种中断除外。软中断不能嵌套，但相同类型的软中断可以在不同CPU上并行执行。...中的__softirq_pending是等待处理的软中断的位图，通过设置此变量即可告诉内核该执行哪些软中断。...内核不会立即处理重新触发的软中断。...当大量软中断出现的时候，内核会唤醒一组内核线程来处理。这些线程的优先级最低(nice值为19)，这能避免它们跟其它重要的任务抢夺资源。

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Linux内核22-软中断和tasklet

这对于时间苛刻的应用来说，这是一个很重要的属性，尤其是那些要求中断请求必须在毫秒级别响应的应用。 Linux2.6内核使用两种手段满足这项挑战：软中断和tasklet，还有工作队列。...更重要的是，总是把一个函数绑定到某个CPU上执行是有风险的，这个CPU可能负荷很重而其它的CPU可能比较空闲。 2 软中断 Linux2.6内核中，软中断的数量比较少。...事实上，只使用了6类软中断，如下表所示：表4-9 Linux2.6中使用的软中断软中断优先级描述 HI_SOFTIRQ 0 处理高优先级的tasklet TIMER_SOFTIRQ 1 定时器中断...Linux软中断处理程序总是从索引0开始执行。 2.1 软中断使用的数据结构软中断的主要数据结构是softirq_vec数组，包含类型为softirq_action的32个元素。...而do_IRQ()函数中，在最后会调用irq_exit()宏，这个宏会引发另一个调用 __do_softirq()的程序执行。这在Linux内核中是禁止的，因为其可延时函数的执行都是串行的。

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Linux内核中的软中断、tasklet和工作队列具体解释

[TOC] 本文基于Linux2.6.32内核版本号。...引言软中断、tasklet和工作队列并非Linux内核中一直存在的机制，而是由更早版本号的内核中的“下半部”（bottom half）演变而来。下半部的机制实际上包含五种，但2.6版本号的内核中。...软中断内核线程之前我们分析的触发软件中断的位置事实上是中断上下文中，而在软中断的内核线程中实际已经是进程的上下文。...作为设备驱动程序的开发人员来说，添加了负担。而假设某种应用并不须要在多个CPU上并行运行，那么软中断事实上是没有必要的。因此诞生了弥补以上两个要求的tasklet。...关系例如以下图所看到的: 2.工作队列的工作过程应用实例 linux各个接口的状态(up/down)的消息须要通知netdev_chain上感兴趣的模块同一时候上报用户空间消息。

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Linux 软中断机制分析

软中断分析最近工作繁忙，没有时间总结内核相关的一些东西。上次更新博客到了linux内核中断子系统。这次总结一下软中断，也就是softirq。之后还会总结一些tasklet、工作队列机制。...这样的后果会造成有可能丢失外部中断。于是，linux内核设计出了一种架构，中断函数需要处理的任务分为两部分，一部分在中断处理函数中执行，这时系统关闭中断。...Linux内核就中断方面就必须考虑平衡这三个方面的问题。而下面我要分析的__do_softirq函数就恰似在这三者之间打太极，游刃有余，面面俱到！...处理软中断内核线程之前我说到不能让CPU长时间来处理中断事务，这样会影响系统的响应时间，严重影响用户和系统之间的交互式体验。...系统将唤醒一个软件中断处理的内核进程，在内核进程中处理pending中的软件中断。这里要注意，之前我们分析的触发软件中断的位置其实是中断上下文中，而在软中断的内核线程中实际已经是进程的上下文。

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linux内核缺页中断处理

缺页中断处理一般流程： 1.硬件陷入内核，在堆栈中保存程序计数器，大多数当前指令的各种状态信息保存在特殊的cpu寄存器中。 2.启动一个汇编例程保存通用寄存器和其他易丢失信息，以免被操作系统破坏。...9.调度引发缺页中断的进程，操作系统返回调用他的汇编例程 10.该例程恢复寄存器和其他状态信息，返回到用户空间继续执行，就好像缺页中断没有发生过。...linux内核对缺页异常的处理流程很复杂，但是基本思想和上述流程差不多。...下面看linux的基本处理流程：内核处理缺页异常的主函数就是do_page_fault: /* * 缺页异常处理函数 * pt_regs 各个寄存器的值 * error_code,由硬件产生:...，内核调用copy_from_user时发生缺页异常，内核会将regs->ip也就是中断返回地址设置 //为这个地址，退出中断后不会在执行1: mov"itype" %2,%"rtype"1\n",

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Linux内核21-Linux内核的中断处理过程

对于这类操作一般使用软中断和tasklet机制完成。 I/O中断处理的基本步骤是：保存IRQ值和内核态堆栈中寄存器值->恢复进程的时候使用。...为了统一处理这些硬件，Linux内核使用了面向对象的编程思想，构建了一个PIC对象，包含PIC名称和7个PIC标准方法。...因此，Linux2.6内核使用一个特定的内核线程叫kirqd进行纠正IRQ的自动分配（如果有必要的话）。...软IRQ堆栈处理可延时函数时使用。比如，软中断或tasklet。每个CPU都有一个软IRQ堆栈。软、硬IRQ堆栈分别使用hardirq_stack和softirq_stack两个数组存储。...总结其实内核经过这么多年的发展，在实现方式上已经发生了很大变化。但是其基本思想没变。比如我们以Linux4.4.203内核对于中断的处理为例，与上面的处理过程进行比较，理解其主要变化。

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硬中断和软中断_软中断和硬中断的优先级

linux为了实现这个特点，当中断发生的时候，硬中断处理那些短时间就可以完成的工作，而将那些处理事件比较长的工作，放到中断之后来完成，也就是软中断(softirq)来完成。...(3) 中断嵌套 Linux下硬中断是可以嵌套的，但是没有优先级的概念，也就是说任何一个新的中断都可以打断正在执行的中断，但同种中断除外。...中的__softirq_pending是等待处理的软中断的位图，通过设置此变量即可告诉内核该执行哪些软中断。...内核不会立即处理重新触发的软中断。...当大量软中断出现的时候，内核会唤醒一组内核线程来处理。这些线程的优先级最低(nice值为19)，这能避免它们跟其它重要的任务抢夺资源。

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Linux内核笔记之中断映射

硬中断和虚拟中断号在Linux 内核笔记之高层中断处理一文中，介绍了ARM gic中断控制器对于硬中断的处理过程。...gic的中断处理程序是从ack一个硬件中断开始的，在gic的中断处理过程中，会根据中断的映射去寻找对应的虚拟中断号, 再去进行后续的中断处理。...对于软件工程师而言，我们不需要care是中断哪个中断控制器的第几个中断号, 因此linux kernel提供了一个虚拟中断号的概念。...irq_domain 接下来讨论硬件中断号是如何映射到虚拟中断号的linux kernel提供irq_domain的管理框架，将hwirq映射到虚拟中断号上。...外设的驱动初始化过程中，创建硬中断和虚拟中断号的映射关系设备的驱动在初始化的时候可以调用irq_of_parse_and_map这个接口函数进行该device node中和中断相关的内容的解析，并建立映射关系

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Linux 内核如何处理中断

此外，键盘并不是导致中断的唯一组件。一般来说，有三种类型的事件会导致 CPU 发生中断：硬件中断、软件中断和异常。在具体介绍不同类型的中断前，我需要先定义一些术语。...接下来会调用在内核启动时设备驱动注册的对应的中断服务程序（ISR）。软件中断当你在播放一个视频时，音频和视频是同步播放是相当重要的，这样音乐的速度才不会变化。...当系统需要实时性时（例如在工业应用中），软件中断会变得重要。你可以在 Linux 基金会的文章中找到更多相关信息：面向嵌入式开发者的实时 Linux 介绍。...中断描述表(interrupt descriptor table)（IDT）中记录了中断请求（IRQ）和中断服务程序（ISR）的对应关系。Linux 中定义了从 0 到 256 的 IRQ 向量。...其中一些在 Linux 内核源树中的Linux IRQ 向量布局中指定。如果要实时获取该表，请运行如下命令： watch -n1 "cat /proc/interrupts"

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Linux内核36-内核同步之禁止中断

同样，Linux也不会放弃禁止中断这么好的同步机制。它保证内核控制路径可以继续执行，其访问的数据结构不会被中断处理程序破坏。...所以，在多核系统中，内核数据结构的保护一般是禁止中断搭配自旋锁一起使用。...当内核代码进入临界代码段时，通过清除eflags寄存器中的IF标志实现禁止中断，从而保护临界代码段。但是，当内核离开临界代码段的时候，内核是否该恢复之前的IF标志呢？还是不做任何处理？...没有中断处理程序被激活，软中断的行为也就不会发生混乱。但是，事情不会那么简单，有时候，内核需要只禁止可延时函数，而不禁止中断。那怎么实现呢？...3 总结总之一句话，禁止中断包含禁止硬中断和软中断两种。禁止硬中断肯定就包含禁止软中断；但禁止软中断不会影响硬中断的响应。它们都有各自的使用场景。

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有种中断是软的

支持的软中断类型，可以认为是软中断号，其中从上到下优先级递减。...CPU 都创建了一个软中断处理内核线程 ksoftirqd。...什么是中断线程化处理？上面我们讲到 Linux 内核会为每个 CPU 都创建一个内核线程 ksoftirqd，当需要中断线程化处理的时候，会通过 wakeup_softirqd 唤醒内核线程来执行。...= TASK_RUNNING) //唤醒内核线程来处理软中断，运行内核线程中的执行函数 run_ksoftirqd wake_up_process(tsk); } 通过 wake_up_process...在 Linux 内核中有两种 tasklet，一种是高优先级 tasklet，一种是普通 tasklet。

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【深入理解Linux内核锁】| 中断屏蔽

【Linux内核锁】二、中断屏蔽 1、中断屏蔽思想中断屏蔽，正如其名，屏蔽掉CPU的中断响应功能，解决并发引起的竞态问题。在进入临界区前屏蔽中断，这么做有什么好处，以及有什么弊端？...弊端在于： Linux内核中，除了系统进程调度依赖中断，还有一些异步I/O等众多操作都依赖中断，因此长时间屏蔽中断是很危险的，会对系统造成严重影响，因此也要求临界区代码要简短。...关闭中断能够解决进程调度、中断引发的竞态，但是这些都是单CPU内部的，对于SMP对称多处理器，仍然不可避免的会收到其他CPU的中断。...因此，并不能解决SMP多CPU引发的竞态因此，单独使用中断屏蔽通常不是一种值得推荐的避免竞态的方法 2、Linux内核中断屏蔽的实现 2.1 Linux内核提供的API接口关于中断屏蔽，Linux内核所提供的接口如下...3、总结该篇文章，主要了解以下几点：中断屏蔽的思想中断屏蔽的好处与不足 Linux内核提供的中断屏蔽接口中断屏蔽的基本汇编实现

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Linux内核中断顶半部和底半部的理解

在大多数真实的系统中，当中断到来时，要完成的工作往往并不会是短小的，它可能要进行较大量的耗时处理。下图描述了Linux内核的中断处理机制。...其他操作系统中对中断的处理也采用了类似于 Linux的方法，真正的硬件中断服务程序都斥尽量短。...在Linux内核中，用 softing_action结构体表征一个软中断，这个结构体包含软中断处理函数指针和传递给该函数的参数。...硬中断、软中断和信号的区别硬中断是外部设备对CPU的中断，软中断是中断底半部的一种处理机制，而信号则是由内核（或其他进程）对某个进程的中断。...需要特别说明的是，软中断以及基于软中断的tasklet如果在某段时间内大量出现的话，内核会把后续软中断放入ksoftirqd内核线程中执行。总的来说，中断优先级高于软中断，软中断又高于任何一个线程。

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Linux内核18-中断和异常的嵌套处理

所以，内核态程序被激活的方式有：系统调用（异常的一种）异常中断内核线程上面的任意一种方式，都可以让CPU执行内核态的代码。...比如，I/O设备引发一个中断，相应的内核态程序，首先，应该是保存内核态堆栈中的CPU寄存器的内容；然后，执行中断处理程序；最后，再恢复这些寄存器的内容。...内核控制路径可以任意嵌套；如下图所示，用户态的程序被中断打断，进入内核态响应中断；而这时候又来了其它中断，就会响应最新的中断，以此类推；但是，执行完一个中断处理程序之后，会回到之前的状态执行。...图4-3 内核控制路径的一个嵌套异常的示例允许内核控制路径嵌套的代价就是中断处理程序不能阻塞，也就是说，中断处理程序运行时不能发生进程切换。...中断处理程序绝对不能包含页错误的操作，因为这会诱发进程切换。 Linux嵌套执行中断或异常处理程序的两个主要原因是：为了提高可编程中断控制器和设备控制器的吞吐量。

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linux | 网络数据包softirq 软中断与CPU

Linux 在每个 CPU 上会创建一个 ksoftirqd 内核线程。 softirqs 是在 Linux 内核编译时就确定好的，例如网络收包对应的 NET_RX_SOFTIRQ 软中断。...-5.15.4/net/core/dev.c 注册网卡收发包（RX/TX）软中断处理函数 open_softirq(NET_TX_SOFTIRQ, net_tx_action); open_softirq...NAPI 或新 API 的编写是为了更有效地处理传入卡的数据包。硬中断是昂贵的，因为它们不能被中断。即使有中断合并（稍后详细描述），中断处理程序将独占一个 CPU 内核完全地。...NAPI 的设计允许驱动程序进入轮询模式而不是被为每个需要的数据包接收硬中断。在正常操作下，会引发初始硬中断或 IRQ，然后是 SoftIRQ 处理程序它使用 NAPI 例程轮询卡。...轮询例程有一个预算，它决定了允许代码的 CPU 时间。这是防止 SoftIRQ 独占 CPU 所必需的。完成后，内核将退出轮询例程并重新启动，然后整个过程将重复自己。

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Linux 中的各种栈：进程栈线程栈内核栈中断栈

各种栈的内存位置？介绍完栈的工作原理和用途作用后，我们回归到 Linux 内核上来。...Linux 内核将这 4G 字节的空间分为两部分，将最高的 1G 字节（0xC0000000-0xFFFFFFFF）供内核使用，称为内核空间。...，那我们看下 Linux 内核中是怎么体现上面内存布局的。...中断也是如此，当系统收到中断事件后，进行中断处理的时候，也需要中断栈来支持函数调用。由于系统中断的时候，系统当然是处于内核态的，所以中断栈是可以和内核栈共享的。...而 ARM 上中断栈和内核栈则是共享的；中断栈和内核栈共享有一个负面因素，如果中断发生嵌套，可能会造成栈溢出，从而可能会破坏到内核栈的一些重要数据，所以栈空间有时候难免会捉襟见肘。

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Linux内核17-硬件如何处理中断和异常

然后通过APIC总线发送给目标APIC，该APIC就会给自己的CPU发送一个相应的中断。 CPU间的中断（简称IPI）是多核系统一个重要组成部分。Linux有效地利用它们，在CPU之间传递消息。...那么，剩下的工作就是内核的了，内核使用一个中断描述符表（IDT），记录每个中断或者异常编号以及相应的处理函数。那么，收到中断信号后，将相应的处理函数的地址加载到eip寄存器中执行即可。...陷阱门同中断门类似，只是不会修改IF标志。 4 中断和异常的硬件处理现在，我们来探究一下CPU控制单元是如何处理中断和异常的。我们假设内核已经完成初始化，CPU工作在保护模式下。...后一项检查，可以阻止用户应用程序访问特定的trap或中断门。检查特权等级是否发生变化。如果CPL与描述符中的DPL不同，控制单元应该使用新特权等级下的堆栈。...其实对于Linux来说，只使用了supervisor和user两种特权等级。所以中断应该都是在supervisor特权等级下运行。

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Linux 中的各种栈：进程栈线程栈内核栈中断栈

各种栈的内存位置？介绍完栈的工作原理和用途作用后，我们回归到 Linux 内核上来。...Linux 内核将这 4G 字节的空间分为两部分，将最高的 1G 字节（0xC0000000-0xFFFFFFFF）供内核使用，称为内核空间。...，那我们看下 Linux 内核中是怎么体现上面内存布局的。...中断也是如此，当系统收到中断事件后，进行中断处理的时候，也需要中断栈来支持函数调用。由于系统中断的时候，系统当然是处于内核态的，所以中断栈是可以和内核栈共享的。...而 ARM 上中断栈和内核栈则是共享的；中断栈和内核栈共享有一个负面因素，如果中断发生嵌套，可能会造成栈溢出，从而可能会破坏到内核栈的一些重要数据，所以栈空间有时候难免会捉襟见肘。

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【Linux 内核】Linux 内核体系架构 ( 进程调度 | 内存管理 | 中断管理 | 设备管理 | 文件系统 )

和虚拟内存管理 , 是 Linux 内核中最复杂的模块 ; 虚拟内存管理包括 : 反向映射 , KSM , MMAP 映射 , 缺页中断 , 共享内存 , 进程虚拟地址空间管理 , 页面回收 ;...物理内存管理包括 : 页面分配器等 ; 内存管理位于下图 Linux 内核整体架构图中的内核空间 ; 三、中断管理 ---- 中断管理包括 : 处理器异常处理 , 中断处理 ; 异常指的是...处理器执行时 , 检测异常条件 , 处理器需要停止当前执行的栈 , 处理异常 ; 中断管理位于下图 Linux 内核整体架构图中的内核空间 ; 四、设备管理 ---- Linux 内核支持的外设类型...---- 文件系统应用场景 : F2FS EXT 2/3/4 XFS Linux 内核为了支持各种文件系统 , 抽象出一个虚拟文件系统 VFS , 这是一个文件系统的软件层 , 这样 Linux...内核可以很方便的集成各种文件系统 ; 文件系统位于下图 Linux 内核整体架构图中的内核空间 ;

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OpenHamrony LiteOS-M内核的中断管理

下面介绍下中断的相关概念：（1）中断号：中断请求信号特定的标志，计算机能够根据中断号判断是哪个设备提出的中断请求。如表1所示，ARM芯片常用的中断和异常，此处稍微叙说下中断和异常的区别。...表1 ARM芯片常用的中断和异常中断可以看作是异常的一种情况。中断是可以屏蔽的，如通过寄存器的I位和F位分别屏蔽IRQ和FIQ。...管理模式是一种特殊的异常模式，管理模式也称为超级用户模式，是为操作系统提供软中断的特有模式，正是由于有了软中断，用户程序才可以通过系统调用切换到管理模式。...图1是响应一个中断请求的过程，用户程序正在主程序中运行，通过中断请求的触发，CPU暂停当前执行的主程序响应中断请求，响应完成后通过返回指令返回主程序。图1中断请求示意图（3）中断优先级。...参考图2，当外设发出中断请求后，CPU暂停当前的任务，转而响应中断请求，即执行图中所示的中断处理程序B。产生中断的每个设备都有相应的中断处理程序。（5）中断触发。

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