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...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。.../about-linux-smp_affinity https://web.archive.org/web/20200225050436/http://blog.yufeng.info/archives
2 概念 2.1 软中断概念 linux的中断会打断CPU当前的工作，中断一般都设计的短小精悍。...而下半部以内核线程的方式执行，并且每个CPU都对应一个软中断内核线程，名字为 “ksoftirqd/CPU 编号”，比如说， 0 号 CPU 对应的软中断内核线程的名字就是 ksoftirqd/0。...不过要注意的是，软中断不只包括了刚刚所讲的硬件设备中断处理程序的下半部，一些内核自定义的事件也属于软中断，比如内核调度和RCU 锁（Read-Copy Update 的缩写，RCU是 Linux 内核中最常用的锁之一...因此，使用 TASKLET 特别简便，当然也会存在一些问题，比如说由于只在一个 CPU 上运行导致的调度不均衡，再比如因为不能在多个 CPU 上并行运行带来了性能限制。...另外，刚刚提到过，软中断实际上是以内核线程的方式运行的，每个 CPU 都对应一个软中断内核线程，这个软中断内核线程就叫做 ksoftirqd/CPU 编号。那要怎么查看这些线程的运行状况呢？
我们没必要啃明白软中断的所有原理，但从一名追求性能的开发者的角度来看，我们有必要了解以下问题： 1、一次软中断的开销到底多大？ 2、你的服务器上被软中断吃掉了多少CPU时间？...1 软中断的诞生 CPU正常情况下都是专心处理用户的进程的，当外部的硬件或软件有消息想要通知CPU，就会通过中断请求（interrupt request，IRQ）的方式来进行。...所以现代的Linux又发明了软件中断，配合硬中断来处理网络IO。硬中断你可以理解只是个收包的，把包收取回来放到“家里”就完事，很快就能完成，这样不耽误CPU响应其它外部高优先级的中断。...软中断消耗的CPU周期相对比硬中断要多不少，所以我们本文来重点关注软中断的开销。 2 软中断的开销估算 前面大致介绍了软中断的来龙去脉，好了直接进入本文的主题上，软中断开销到底多大。...3）计算每次软中断的耗时 该机器是16核的物理实机，故可以得出每个软中断需要的CPU时间是=12ms/(56000/16)次=3.428us 从实验数据来看，一次软中断CPU开销大约3.4us左右 3
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。...调用__local_bh_disable关闭软中断，其实就是设置正在处理软件中断标记，在同一个CPU上使得不能重入__do_softirq函数 6....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。...这里说的软中断上下文指的就是系统为每个CPU建立的ksoftirqd进程。 看完这个函数，我不得不佩服这个函数设计的精巧！而我更多的从中体会到其中蕴藏的一种做人的道理。...软中断的内核进程中主要有两个大循环，外层的循环处理有软件中断就处理，没有软件中断就休眠。内层的循环处理软件中断，并每循环一次都试探一次是否过长时间占据了CPU，需要调度释放CPU给其它进程。
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。...（5）硬中断和软中断的区别 软中断是执行中断指令产生的，而硬中断是由外设引发的。 硬中断的中断号是由中断控制器提供的，软中断的中断号由指令直接指出，无需使用中断控制器。...但一个软中断不会抢占另一个软中断，唯一可以抢占软中断的是硬中断。...in_interrupt()) /* 如果不处于硬中断或软中断 */ wakeup_softirqd(void); /* 唤醒ksoftirqd/n进程 */ } Percpu变量irq_cpustat_t
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。...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。所以，在此需要禁止软中断。 清除正在执行的软中断对应掩码位。 执行local_irq_enable()使能中断。
硬件中断发生频繁，是件很消耗 CPU 资源的事情，在多核 CPU 条件下如果有办法把大量硬件中断分配给不同的 CPU (core) 处理显然能很好的平衡性能。...在计算机里，中断是一种电信号，由硬件产生，并直接送到中断控制器（如 8259A）上，然后再由中断控制器向 CPU 发送信号，CPU 检测到该信号后，就中断当前的工作转而去处理中断。...光有高级可编程中断控制器的硬件支持还不够，Linux 内核还必须能利用到这些硬件特质，所以只有 kernel 2.4 以后的版本才支持把不同的硬件中断请求（IRQs）分配到特定的 CPU 上，这个绑定技术被称为...更多介绍请参看 Linux 内核源代码自带的文档：linux-2.6.31.8/Documentation/IRQ-affinity.txt 如何使用 先看看系统上的中断是怎么分配在 CPU 上的，很显然...922389621 ERR: 0 MIS: 0 有什么用 在网络非常 heavy 的情况下，对于文件服务器、高流量 Web 服务器这样的应用来说，把不同的网卡 IRQ 均衡绑定到不同的
1 一个奇怪的问题 了解了软中断对CPU的占用之后，如果你动手操作查看过的话，相信会和我一样会遇到下面这个的问题。...我当时对一台线上虚机查看软中断造成的CPU开销的时候，发现很奇怪，那就是所有的软中断几乎都是被一个CPU处理的。用top看si列，绝大部分都是消耗在CPU1上的，其它CPU只有很少。.../irq/30/smp_affinity 2 # cat /proc/irq/31/smp_affinity 4 原来虚拟机是通过将不同网卡的不同队列绑定在不同的CPU上来实现软中断均衡的。...00:00:00 /usr/sbin/irqbalance --foreground irqbalance根据系统中断负载的情况，自动维护和迁移各个中断的CPU亲和性，以保持各个CPU之间的中断开销均衡...# service irqbalance stop # echo 2 > /proc/irq/30/smp_affinity 不过我遇到了一个未解的问题，我想把一个中断的亲和性绑到2个CPU上，貌似是不
中断或者软中断特别是软中断数量在 CPU 间的均衡可能造成各个 CPU 负载的严重不均衡，因为各个硬中断几乎都是瞬间完成的，硬中断不能耽搁太久的，但是各个不同软中断的任务量缺是千差万别的，因此绝对不能按照数量来均衡软中...因此这样会使得两个部分耦合过重，因此必须让硬中断的均衡和 CPU 的均衡解耦合，其实现在的内核就是这么做的，所以才会造成 CPU 不均衡，硬件中断的均衡和 CPU 均衡的解耦合带来的好处就是我们可以对软中断均衡做文章...，而硬中断的负载均衡还是用数量均衡实现，软中断彻底从硬件 中断中解放出来，不再是在处理硬中断的 CPU 上触发软中断，而是可以在任何 CPU 上触发软中断，由于不同软中断的任务量千差万别，因此我们定义一个软中断...的“权值”，然后按照不同软中断这个权值和数量的积的和来均衡软中断，这样的话，我想各个 CPU 的负载就均衡了，现在问题是，各个不同的软中断的“权值” 的计算问题，呵呵。...一个论坛上一哥们儿写了一个patch，很有创意，比我这里的软中断均衡的粒度要小得多，这个补丁不是均衡软中断， 而是将软中断进一步也分成了上下两部分，和 CPU 相关的上半部必须加急处理，这样不会对 CPU
[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。...软中断不能被自己打断(即单个cpu上软中断不能嵌套运行)。仅仅能被硬件中断打断（上半部）。 能够并发运行在多个CPU上（即使同一类型的也能够）。...这也是同一类型软中断能够在多个cpu上并行运行的根本原因。...详细流程图例如以下所看到的： ---- 是否处于中断中在Linux中是通过preempt_count来判断的,详细例如以下： 在linux系统的进程数据结构里，有这么一个数据结构: #define
在Linux系统中，当我们看到类似消息："watchdog: BUG: soft lockup - CPU#1 stuck for 34s!...[kworker/1:3:3315742]"，这通常表明操作系统检测到了一个严重的问题，即CPU软锁定。这种情况是由于CPU在较长时间内没有响应系统调度器的中断。...CPU软锁定问题简介 在Linux操作系统中，watchdog是一种监视系统运行状态的机制，它可以在系统出现不响应时重启设备。"...原因分析 CPU软锁定可能由多种因素引起，包括但不限于： 驱动程序错误：某些硬件驱动程序可能含有缺陷，导致CPU在执行特定操作时陷入死循环。...硬件故障：硬件问题，如过热或电源不稳定，也可能导致CPU响应缓慢或卡死。 内核bug：Linux内核本身的bug可能会在特定情况下触发软锁定。 3.
一个 openresty 项目，不了解 openresty 的可以参考我以前的文章，从 top 运行结果看，软中断 si 分配不均，绝大部分压在了 CPU5 上，导致 CPU5 的空闲 id 接近于零，...最终的结果是其它 CPU 虽然还有空闲 id，但是却碍于 CPU5 的限制而使不上劲儿： top 显示 si 不均衡 既然知道了软中断是系统的性能短板，那么让我们看看软中断都消耗在哪： shell>...watch -d -n 1 'cat /proc/softirqs' watch 显示软中断集中在 NET_RX 通过 watch 命令，我们可以确认 CPU5 的软中断接种在 NET_RX 上，也就是网卡上...运行结果： top 显示 nginx 的 time 不均衡 如上所示，会发现 nginx 多进程间的 time 分配并不均衡（此 time 是 cpu time），有的干活多，有的干活少，相关问题在「...一文中有相关描述：在原本的nginx 模型中，一个 socket 接收所有的请求，不同的 worker 按照 accet_mutext 的设置来争抢请求，不过因为 Linux 的 epoll-and-accept
通过STGW CPU细粒度监控展示的信息，可以看到在出现问题的时间段内，部分CPU核被跑满，并且是由于软中断消耗造成，回溯整个问题时间段，我们还发现，在一段长时间内，这种软中断热点偏高都会在几个固定的核上出现...通过这里，我们可以初步确定，inet_lookup_listener消耗过高跟软中断热点强相关，当热点将cpu单核跑满后就可能引发出流量有损的问题。由于软中断热点持续在产生，线上稳定性隐患很大。...为什么热点只在部分核心出现 解决完哈希桶问题后，我们并没有定位到全部的问题，前面提到，软中断热点仅在部分cpu核上出现，如果仅仅是__inet_lookup_listener问题，按理所有cpu核的软中断消耗都会偏高...看到这里，网卡多队列不均衡问题原因已经定位清楚，由于现网使用了IPIP或GRE这类封装协议，部分网卡不支持解析内层IP PORT进行哈希，从而导致多队列不均衡，进一步导致cpu硬中断不均衡，然后不均衡的软中断热点便出现了...至此我们发现，虽然网卡RSS存在不均衡，但RPS却依然将过多的数据包给了部分cpu core，没有做到负载均衡，这才是导致我们软中断热点不均衡的直接原因。
点击预警的时间点时，可同步刷新当时的CPU利用率，IDLE，IRQ,SOFTIRQ等曲线。 6.2.2 负载不均衡预警 一旦检测到多核下，负载不均衡，以算法分析后，进行提示。...负载的不均衡主要体现为2个方面： 进程+中断+软中断 中断+软中断 在出现中断与软中断负载不均衡的时候，提示进行中断affinity的设置，以及提示采用RPS（Receive Packet Steering...[1509349010136_6522_1509349059427.jpg] 每秒中断、每秒软中断、每秒上下文切换、swapin、swapout等残缺数据的采集和显示。...比如： overcommit_memory = 1, 暗示你的Linux总是假装系统有足够多的内存 [点击阅读文档…] … 在进程的CPU利用率图上，我们可以点击右键，展开它的线程，甚或进一步控制线程的调度策略...7.7 残缺功能添加和预警分析功能 中断、软中断、上下文切换、swapin、swapout、slab、vmalloc、Power等残缺的数据采集，负载预警，负载不均衡，内存泄漏预警，I/O过载预警等。
其实，在机器启动的时候，系统就已经识别了所有设备，并且也把相应的中断处理器加载到中断表中。 下面是请求CPU关注的两种方式： 基于中断 基于轮询 所有的linux操作系统都是基于中断驱动的。...而下半部以内核线程的方式执行，并且每个 CPU 都对应一个软中断内核线程，名字为 “ksoftirqd/CPU 编号”，比如说， 0 号 CPU 对应的软中断内核线程的名字就是ksoftirqd/0。...不过要注意的是，软中断不只包括了刚刚所讲的硬件设备中断处理程序的下半部，一些内核自定义的事件也属于软中断，比如内核调度和 RCU 锁（Read-Copy Update 的缩写，RCU 是 Linux 内核中最常用的锁之一...因此，使用 TASKLET 特别简便，当然也会存在一些问题，比如说由于只在一个 CPU 上运行导致的调度不均衡，再比如因为不能在多个 CPU 上并行运行带来了性能限制。...软中断实际上是以内核线程的方式运行的，每个 CPU 都对应一个软中断内核线程，这个软中断内核线程就叫做 ksoftirqd/CPU 编号。那要怎么查看这些线程的运行状况呢？
前言 软中断（softirq）导致 CPU 使用率升高也是最常见的一种性能问题 所以软中断这个硬骨头必须啃下去！...所以，第二个配送员很可能试几次后就走掉了（也就是丢失了一次中断） 软中断 中断处理过程分割 为了解决中断处理程序执行过长和中断丢失的问题，Linux 会将中断处理过程分成两个阶段，也就是上半部和下半部...，然后立即执行中断处理程序 下半部 由内核触发，也就是软中断 特点：延迟执行 以内核线程的方式执行，并且每个 CPU 都对应一个软中断内核线程，名字为 “ksoftirqd/CPU 编号”，比如说， 0...锁（Read-Copy Update）， RCU 是 Linux 内核中最常用的锁之一 查看软中断和内核线程 proc 文件系统 它是一种内核空间和用户空间进行通信的机制，可以用来查看内核的数据结构，...，每个 TASKLET 只运行一次就会结束 ，并且只在调用它的函数所在的 CPU 上运行 存在的问题： 由于只在一个 CPU 上运行导致的调度不均衡，再比如因为不能在多个 CPU 上并行运行带来了性能限制
, /* 块设备软中断 */ TASKLET_SOFTIRQ, /* tasklet软中断 */ SCHED_SOFTIRQ, /* 进程调度及负载均衡的软中断 */ HRTIMER_SOFTIRQ...; CPU 软中断状态描述，当某个软中断触发时，__softirq_pending 会置位对应的 bit。...软中断可以在不同的 CPU 上并行运行，在同一个 CPU 上只能串行执行。...DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, ksoftirqd); 注册软中断 中断处理流程中设备驱动通过request_irq/request_threaded_irq...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。
| 导语 本文主要是讲Linux的调度系统, 由于全部内容太多，分三部分来讲，调度可以说是操作系统的灵魂，为了让CPU资源利用最大化，Linux设计了一套非常精细的调度系统，对大多数场景都进行了很多优化...CPU上下文 Linux 是一个多任务操作系统，它支持远大于 CPU 数量的任务同时运行。...Linux系统调用CPU上下文切换堆栈结构： ?...，把不同的网卡 IRQ 均衡绑定到不同的 CPU 上将会减轻某个 CPU 的负担，提高多个 CPU 整体处理中断的能力；对于数据库服务器这样的应用来说，把磁盘控制器绑到一个 CPU、把网卡绑定到另一个...软中断内核线程 在 Linux 中，中断具有最高的优先级。
8. nginx的异步非阻塞nginx使用事件驱动机制，处理请求时不阻塞当前线程，通过异步方式处理I/O操作，提高并发处理能力。9....进程中断、软中断、硬中断进程中断：操作系统中断进程执行，调度其他任务。软中断：处理异步事件，如网络包处理。硬中断：由硬件触发，如外设请求CPU处理数据。12....Load和CPU使用率区别Load：系统负载，反映等待CPU执行的进程数量。CPU使用率：CPU被使用的百分比，反映CPU忙碌程度。17....17. cgroup 限制 CPU 的方式通过 cgroup 控制进程的 CPU 使用，设置 cpu.shares、cpu.cfs_quota_us 等参数。...29. request/limit 限制原理通过 cgroup 和 Linux 内核对 CPU 和内存的分配进行限制。30.
这取决于硬件和OS的实现，在笔者的经历中，还没有遇到smp_affinity设置为ff后，硬中断负载很均衡的情况。一般都是被分发到指定几个核心上，而其它核心只收到很少的一部分中断。...当进行接收软中断处理时，有可能已经有多个网络设备触发了中断，追加在NAPI list上。...如果设备一直有报文，那么接收软中断就会一直收取报文，直到budget的数量。 当软中断占用CPU较多时，会导致在这个CPU上的应用得不到调度。所以这个budget值，要根据业务来选择合适的值。...因为不同协议报文的处理耗时是不同的，并且通过设置budget数量来控制接收软中断的占用CPU的时间，并不直观。...因此在新版本的内核中，引入了一个新的参数netdev_budget_usecs，用于控制接收软中断最大占用CPU时间。
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