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。...只有在进入了软中断处理过程中之后才会开启硬件中断，如果在软件中断处理过程中有硬件中断嵌套，也不会再次调用软中断，because硬件中断是软件中断处理过程中再次进入的，此时preempt_count已经记录了软件中断...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！...重新设置软中断标记为0，set_softirq_pending重新设置软中断标记为0，这样在之后重新开启中断之后硬件中断中又可以设置软件中断位。 7. 开启硬件中断 8.
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。...（4）软中断指令 int是软中断指令。 中断向量表是中断号和中断处理函数地址的对应表。 int n -- 触发软中断n。相应的中断处理函数的地址为：中断向量表地址 + 4 * n。...（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。
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。 (4) 软中断指令 int是软中断指令。 中断向量表是中断号和中断处理函数地址的对应表。 int n – 触发软中断n。...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。 硬中断是可屏蔽的，软中断不可屏蔽。...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。
经常有朋友问起软中断的问题......话说我干了这么多年，还从未在VxWorks领域见过这个词儿，孤陋寡闻了 上网搜了一下，软中断应该是Linux的softirq吧，其典型应用就是中断的bottom half。...关于中断，这是嵌入式领域的一个重点词汇，每个OS都支持，从名字来看，肯定是跟硬件有关的。但ISR执行时间过长，就会带来很多麻烦，所以在使用时都会有很多限制。...除了这些限制，不同的OS还提出了不同的solution，例如Linux的这个软中断。既然名字里带个"软"，就是用软件(内核线程?)
软中断的引入 软中断的出现和linux系统对中断的划分是分不开的。...linux系统将整个中断处理过程分为了两部分，分别为上半部(Top Half)和下半部(Bottom Half)，之所以要这样分是因为关闭中断的时间不能过长，也就是在关闭中断期间尽可能少干事，否则影响整个系统的性能...所以linux系统将中断处理分为两部分，在上半部全程关闭中断，下半部打开中断。而在上半部主要干一些和硬件有关的操作，速度快，在下部分做一些耗时的操作。这样一来既能保证系统效率又能处理各种中断。...那linux如何判断软中断是否发生呢？...B： 根据注释， 如果当初处于中断上写文中(硬+软+NMI), 直接返回。 如果不是就调用wakeup_softirqd来唤醒本cpu上的内核线程。
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。...2 软中断 Linux2.6内核中，软中断的数量比较少。对于多数目的，这些tasklet足够了。因为不需要考虑重入，所以简单易用。...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。
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
软中断和实时性 翻译自：Software interrupts and realtime Linux内核的软中断("softirq")机制有些奇怪，在早期的Linux和处理机制下比较晦涩，且仅有极少的内核开发人员会直接接触软中断...在很早以前，Linux存在32个硬中断向量，并为每个向量分配一个设备驱动或相关的任务。...一旦线程退出，内核会禁用该软中断的上下文，并运行下一个软中断，使用这种方式可以减小处理软中断的延迟(由于会立即运行下一个软中断)。同样重要的是，这种方式将软中断和产生该软中断的进程绑定到了一起。...TIPS： linux把中断按照等级分为了top half和buttom half，在执行top half的时候是关中断的，而在执行buttom half的时候是开中断的(此时可以再次处理中断) softirq...参考： Linux中断 - softirq
相关结构 关键的结构体描述如下所示，可以类比硬件中断来理解。 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 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。...下面我们看下什么时候进行软中断函数回调？ 处理软中断 软中断执行的入口就是 invoke_softirq。...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。...在 Linux 内核中有两种 tasklet，一种是高优先级 tasklet，一种是普通 tasklet。
软中断通信简介软中断通信是进程间通信的一种常见方式，它基于信号机制，允许不同进程之间进行通信。在软中断通信中，一个进程向另一个进程发送特定的信号，接收进程捕获信号并执行相应的处理。...软中断通信的实现步骤如下：信号发送：发送进程使用kill()函数向接收进程发送信号，信号类型可以自行指定。...signal()函数概述signal()函数是UNIX/Linux系统中用于注册信号处理程序的系统调用。...信号是操作系统中的一种通知机制，用于通知进程发生了某些事件，如接收到外部中断或其他进程发送的信号。...signal()与常见信号SIGINTSIGINT是由键盘生成的中断信号，通常由用户按下Ctrl + C组合键发送给前台进程组的所有进程。
软中断通信 进程间通信方式有多种，其中软中断通信是一种常见的方式，它基于信号机制，可以在不同进程之间进行通信。...软中断通信的实现方式是，一个进程向另一个进程发送一个特定的信号，该信号被接收进程捕获，并进行相应的处理。...软中断通信的步骤如下： 1）发送进程通过kill()函数向接收进程发送信号，信号类型可以自行指定。...需要注意的是，软中断通信是一种异步通信方式，即发送进程和接收进程之间并不存在直接的同步机制。...因此，在设计使用软中断通信的系统时，需要充分考虑这种异步机制所带来的影响。 signal() 概述 signal()函数是UNIX/Linux中的一个系统调用，用于注册信号处理程序。
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。...但是也为了解决中断处理程序执行时间过长和中断丢失的问题，Linux的中断分为两个阶段： 上半部用来快速处理中断，它在中断禁止模式下运行，主要处理硬件相关和时间敏感的工作 下半部用来延迟处理上半部未完成的工作...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...2.2 查看软中断和内核线程 /proc/softirqs 提供了软中断的运行情况； /proc/interrupts 提供了硬中断的运行情况。...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？
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。...好了，请跟我来一起计算： 1） 查看软中断总耗时 首先用top命令可以看出每个核上软中断的开销占比，是在si列（需要左右滑动查看） top - 19:51:24 up 78 days, 7:53,...让我们将他们进行一个简单的对比： 1）和系统调用开销对比 《深入理解Linux内核-第五章》开头的一句话，很形象地把中断和系统调用两个不相关的概念联系了起来，巧妙地找到了这二者之间的相似处。...大家感兴趣的，可以继续阅读《深入理解Linux内核》的-第五章。 根据前文的实验结果，进程上下文切换开销是3us-5us。
在问题服务器上运行「top」命令可以很明显看到「si」存在异样，大部分软中断都集中在 1 号CPU上，其它的CPU完全使不上劲儿： shell> top Cpu0: 11.3%us, 4.7%sy,...了解了这些基本知识，我们可以尝试换一个CPU试试看会发生什么： echo 7 > /proc/irq/45/smp_affinity_list 再通过「top」命令观察，会发现处理软中断的CPU变成了...好消息是Linux支持RPS，通俗点来说就是在软件层面模拟实现硬件的多队列网卡功能。...做了如上的优化后，我们再运行「top」命令可以看到软中断已经分散到了两个CPU： shell> top Cpu0: 24.8%us, 9.7%sy, 0.0%ni, 52.2%id, ... 11.5%...最后，推荐看看香草总结的一些关于软中断方面的资料和工具，很全面。
[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。...软中断运行函数 do_softirq-->__do_softirq 运行软中断处理函数__do_softirq前首先要满足两个条件: (1)不在中断中(硬中断、软中断和NMI) 。...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。...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
top命令是Linux下常用的性能分析工具，能够实时显示系统中各个进程的资源占用状况，类似于Windows的任务管理器 第一行，任务队列信息，同 uptime 命令的执行结果 第二行，Tasks — 任务...q:该选项将使top没有任何延迟的进行刷新。如果调用程序有超级用户权限，那么top将以尽可能高的优先级运行。 S：指定累计模式。 s：使top命令在安全模式中运行。这将去除交互命令所带来的潜在危险。...敲击键盘“b”(打开/关闭加亮效果)，top的视图变化如下： 我们发现进程id为12363的“top”进程被加亮了，top进程就是视图第二行显示的唯一的运行态(runing)的那个进程，可以通过敲击“y...敲击键盘“x”(打开/关闭排序列的加亮效果)，top的视图变化如下： 可以看到，top默认的排序列是“%CPU”。 3....“回车”返回基本视图，可以看到多了“CODE”和“DATA”两个字段： Linux查看物理CPU个数、核数、逻辑CPU个数 # 总核数 =物理CPU个数 X 每颗物理CPU的核数 # 总逻辑CPU数=物理
中断处理 - 上半部（硬中断） 由于 APIC中断控制器 有点小复杂，所以本文主要通过 8259A中断控制器 来介绍Linux对中断的处理过程。...中断处理 - 下半部（软中断） 由于中断处理一般在关闭中断的情况下执行，所以中断处理不能太耗时，否则后续发生的中断就不能实时地被处理。...鉴于这个原因，Linux把中断处理分为两个部分，上半部 和 下半部，上半部 在前面已经介绍过，接下来就介绍一下 下半部 的执行。...softirq机制 中断下半部 由 softirq（软中断） 机制来实现的，在Linux内核中，有一个名为 softirq_vec 的数组，如下： static struct softirq_action...NET_TX_SOFTIRQ 和 NET_RX_SOFTIRQ 特定用于网络子模块的软中断（不作介绍）。
[toc] 如何设置IDT IDT 中断描述符表定义 中断描述符表简单来说说是定义了发生中断/异常时，CPU按这张表中定义的行为来处理对应的中断/异常。...中断描述符项定义 当中断发生，cpu获取到中断向量后，查找IDT中断描述符表得到相应的中断描述符，再根据中断描述符记录的信息来作权限判断，运行级别转换，最终调用相应的中断处理程序； 这里涉及到Linux...pre-cpu的中断栈，还是使用IST的中断栈; type表示所中断是何种类型，目前有以下四种： enum { GATE_INTERRUPT = 0xE, //中断门 GATE_TRAP...传统系统调用相关 IDT 的设置 Linux系统启动过程中内核压解后最终都调用到start_kernel, 在这里会调用trap_init, 然后又会调用idt_setup_traps: void...硬件中断相关IDT的初始化也是在Linux启动时完成，在start_kernel中通过调用init_IRQ完成，我们来看一下： void __init init_IRQ(void) { int
在 Linux 系统里，我们可以通过查看 /proc/softirqs 的 内容来知晓「软中断」的运行情况，以及 /proc/interrupts 的 内容来知晓「硬中断」的运行情况。...---- 如何定位软中断 CPU 使用率过高的问题？ 要想知道当前的系统的软中断情况，我们可以使用 top 命令查看，下面是一台服务器上的 top 的数据： ?...---- 总结 为了避免由于中断处理程序执行时间过长，而影响正常进程的调度，Linux 将中断处理程序分为上半部和下半部： 上半部，对应硬中断，由硬件触发中断，用来快速处理中断； 下半部，对应软中断，...由内核触发中断，用来异步处理上半部未完成的工作； Linux 中的软中断包括网络收发、定时、调度、RCU 锁等各种类型，可以通过查看 /proc/softirqs 来观察软中断的累计中断次数情况，如果要实时查看中断次数的变化率...如果在 top 命令发现，CPU 在软中断上的使用率比较高，而且 CPU 使用率最高的进程也是软中断 ksoftirqd 的时候，这种一般可以认为系统的开销被软中断占据了。
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