软中断

作者: kar_joe | 来源:发表于2020-01-30 12:25 被阅读0次

    含义

    为了解决中断处理程序执行过长和中断丢失的问题,Linux 将中断处理过程分成了两个阶段,也就是上半部和下半部:

    • 上半部用来快速处理中断,它在中断禁止模式下运行,主要处理跟硬件紧密相关的或时间敏感的工作。
    • 下半部用来延迟处理上半部未完成的工作,通常以内核线程的方式运行。
      网卡接收数据包的例子:
      网卡接收到数据包后,会通过硬件中断的方式,通知内核有新的数据到了。这时,内核就应该调用中断处理程序来响应它。
      对上半部来说,既然是快速处理,其实就是要把网卡的数据读到内存中,然后更新一下硬件寄存器的状态(表示数据已经读好了),最后再发送一个软中断信号,通知下半部做进一步的处理。
      而下半部被软中断信号唤醒后,需要从内存中找到网络数据,再按照网络协议栈,对数据进行逐层解析和处理,直到把它送给应用程序。
      所以,这两个阶段你也可以这样理解:上半部直接处理硬件请求,也就是我们常说的硬中断,特点是快速执行;而下半部则是由内核触发,也就是我们常说的软中断,特点是延迟执行。
      实际上,上半部会打断 CPU 正在执行的任务,然后立即执行中断处理程序。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。

    如何查看

    • /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。
      查看中断变化速率:
    $ watch -d cat /proc/softirqs
                        CPU0       CPU1
              HI:          0          0
           TIMER:    1083906    2368646
          NET_TX:         53          9
          NET_RX:    1550643    1916776
           BLOCK:          0          0
        IRQ_POLL:          0          0
         TASKLET:     333637       3930
           SCHED:     963675    2293171
         HRTIMER:          0          0
             RCU:    1542111    1590625
    

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