从2005年我接触Linux到现在15年了，Linux中断系统的变化并不大。比较重要的就是引入了threaded irq：使用内核线程来处理中断。
在 上一篇文章 中，我们介绍了网卡接收和发过数据在 Linux 内核中的处理过程，我们先来回顾一下网卡接收和发送数据的过程，如 图1 所示：
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最近为了解决一个技术问题，需要用到内核里中断下半部的tasklet机制，使用过程遇到了非常有趣的问题。在解决问题过程中，也逐步加深了对tasklet机制的理解。本文把这些收获记录下来和大家一起分享。
最近，某团外卖被爆出大数据杀熟，所谓的大数据杀熟指的是平台利用户的数据，分析你是否是钱多的人，或者是否是不纠结价格的人，如果是，那么你买同样的物品会比普通用户贵一点，一般这种没有特地去对比价格是很难发现的，所以平台就利用了这点额外赚一些钱。说来很可笑，我们作为平台的资深用户，竟然被平台背后偷偷捞一笔。
中断服务程序一般都是在中断请求关闭的条件下执行的,以避免嵌套而使中断控制复杂化。但是，中断是一个随机事件，它随时会到来，如果关中断的时间太长，CPU就不能及时响应其他的中断请求，从而造成中断的丢失。因此，Linux内核的目标就是尽可能快的处理完中断请求，尽其所能把更多的处理向后推迟。例如，假设一个数据块已经达到了网线，当中断控制器接受到这个中断请求信号时，Linux内核只是简单地标志数据到来了，然后让处理器恢复到它以前运行的状态，其余的处理稍后再进行（如把数据移入一个缓冲区，接受数据的进程就可以在缓冲区找到数据）。因此，内核把中断处理分为两部分：上半部（tophalf）和下半部（bottomhalf），上半部（就是中断服务程序）内核立即执行，而下半部（就是一些内核函数）留着稍后处理。
中断其实就是由硬件或软件所发送的一种称为IRQ（中断请求）的信号。中断允许让设备，如键盘，串口卡，并口等设备表明它们需要CPU。
大家好，我是道哥，今天我为大伙儿解说的技术知识点是：【Linux 中断的注册和处理】。
比如说你订了一份外卖，但是不确定外卖什么时候送到，也没有别的方法了解外卖的进度， 但是，配送员送外卖是不等人的，到了你这儿没人取的话，就直接走人了；所以你只能苦苦等着，时不时去门口看看外卖送到没，而不能干其他事情；不过呢，如果在订外卖的时候，你就跟配送员约定好，让他送到后给你打个电话，那你就不用苦苦等待了，就可以去忙别的事情，直到电话一响，接电话、取外卖就可以了、
1、CPU使用率不高但是软中断已经到了10%，从非idle状态的全部用在了软中断上面。
（2）如何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。也就是我们常说的硬中断，特点是快速执行。 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。也就是我们常说的软中断，特点是延迟执行。
| 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，系统扩展性强，我们可以根据业务模型和业务场景的特点，有针对性的去进行性能优化，在保证客户网络带宽前提下，隔离客户互相之间的干扰影响，提高CPU利用率，降低单位运算成本，提高市场竞争力。欢迎大家相互交流学习！
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。
处理外部事件是 CPU 必须要做的事，因为 CPU 和外设的不平等性导致外设的事件被 CPU 当作是外部事件，其实它们是平等的，只不过冯氏机器不这么认为罢了，既然要处理外部事件，那么就需要一定的方法，方法不止一种，大致有中断和轮询以及一种 混杂又复杂的方式，也就是DMA方式。中断是 CPU 被动处理的一种方式，也就是说 CPU 不知道何时中断，只要有了中断就会通知 CPU，而 CPU 此时必须停 下一切来处理，而轮询是 CPU 主动查询并处理的过程，CPU 隔一会查询一下外设看有没有事情可做。
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。
由于内核中中断不允许嵌套，在程序进入中断后，系统会关闭中断接收，这段时间内，其他中断都无法处理导致中断无法响应，因此需要当前进入的中断子服务函数越快越好。但是在一些特殊情况下，中断要处理的事情可能是复杂且冗长的，为解决这种问题， 中断上下半部的概念顺势而生。将中断拆成两部分，上半部用来处理紧急的事情；下半部用来处理不紧急的事情。
设备的中断会打断内核进程中的正常调度和运行，系统对更高吞吐率的追求势必要求中断服务程序尽量短小精悍。但是，这个良好的愿望往往与现实并不吻合。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。为了在中断执行时间尽量短和中断处理需完成的工作尽量大之间找到一个平衡点，Linux将中断处理程序分解为两个半部：顶半部和底半部。
资料中，难免会有一些错误，有任何问题，都可以在github向我提交issue。文中的勘误，我都会更新在github中。点击阅读原文可以直达github。
中断 是为了解决外部设备完成某些工作后通知CPU的一种机制（譬如硬盘完成读写操作后通过中断告知CPU已经完成）。早期没有中断机制的计算机就不得不通过轮询来查询外部设备的状态，由于轮询是试探查询的（也就是说设备不一定是就绪状态），所以往往要做很多无用的查询，从而导致效率非常低下。由于中断是由外部设备主动通知CPU的，所以不需要CPU进行轮询去查询，效率大大提升。
中断处理，伴随着软硬件的协同，伴随着外设与CPU的传递，伴随着内核栈和用户栈的切换，下面我们就看一下中断短暂而充实的一生。
在我们的开发中，检测按键是否触发，无非就两种方法—轮询和中断。作者认为两种方法最大的区别就是CPU的利用率。
工作队列（work queue）是另外一种将工作推后执行的形式，tasklet(小任务机制)有所不同。工作队列可以把工作推后，交由一个内核线程去执行，也就是说，这个下半部分可以在进程上下文中执行。这样，通过工作队列执行的代码能占尽进程上下文的所有优势。最重要的就是工作队列允许被重新调度甚至是睡眠。
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。
从本质上来讲，中断是一种电信号，当设备有某种事件发生时，它就会产生中断，通过总线把电信号发送给中断控制器。
使用top命令，可以查看正在运行的进程和系统负载信息，包括cpu负载、内存使用、各个进程所占系统资源等，top可以以一定频率更新这些统计信息。
中断其实就是在CPU正在做某件事的时候，收到了通知告诉CPU你要放下手头现在做的事，去处理另一件事（当然这个是立即处理还是过一会处理以及如何处理取决于中断的类型）。
0.前言 为提升信鸽基础服务质量，笔者就网络收包全流程进行了内容整理。 网络编程中我们接触得比较多的是socket api和epoll模型，对于系统内核和网卡驱动接触得比较少，一方面可能我们的系统没有需要深度调优的需求，另一方面网络编程涉及到硬件，驱动，内核，虚拟化等复杂的知识，使人望而却步。网络上网卡收包相关的资料也比较多，但是比较分散，在此梳理了网卡收包的流程，分享给大家，希望对大家有帮助，文中引用了一些同事的图表和摘选了网上资料，在文章最后给出了参考文献与部分来源，感谢这些作者的分享。 1.整体流程
本文主要是《Linux内核设计与实现》这本书的读书笔记，这本书我读了不下十遍，但依然感觉囫囵吞枣。我结合自己的理解，从这本书中整理出了一些运维应该了解的内核知识，希望对大家能够有所帮助。另外，推荐大家读下这边书，这本书主要讲内核设计、实现原理和方法，有利于理解内核的一些机理。
企业级SSD需要在大量企业数据读写下保持超高稳定性，以及24 小时全天候运行，SSD的读写速度、使用寿命、稳定性及可靠性是企业级用户关注的重点。为满足用户对企业级SSD高性能、低延时、轻量级、高可靠等需求，忆联设计并开发了适合SSD的嵌入式操作系统(Operating System，缩写：OS)，并在其上构建了可复制性强的SSD 控制器软件系统。
Workqueue 工作队列是利用内核线程来异步执行工作任务的通用机制，利用进程上下文来执行中断处理中耗时的任务，因此它允许睡眠。而 Softirq 和 Tasklet 在处理任务时不能睡眠。Softirq 是内核中常见的一种下半部机制，适合系统对性能和实时响应要求很高的场合，比如网络子系统，块设备，高精度定时器，RCU 等。
NIC 在接收到数据包之后，首先需要将数据同步到内核中，这中间的桥梁是 rx ring buffer。它是由 NIC 和驱动程序共享的一片区域，事实上，rx ring buffer 存储的并不是实际的 packet 数据，而是一个描述符，这个描述符指向了它真正的存储地址，具体流程如下：
在早期的 Linux内核中，并发的来源相对较少。早期内核不支持对称多处理（ symmetric multi processing,SMP），因此，导致并发执行的唯一原因是对硬件中断的服务。这种情况处理起来较为简单，但并不适用于为获得更好的性能而使用更多处理器且强调快速响应事件的系统。
今天分享一篇经典Linux协议栈文章，主要讲解Linux网络子系统，看完相信大家对协议栈又会加深不少，不光可以了解协议栈处理流程，方便定位问题，还可以学习一下怎么去设计一个可扩展的子系统，屏蔽不同层次的差异。
大家好，我是道哥，今天我为大伙儿解说的技术知识点是：【中断处理中的下半部分机制-工作队列】。
最核心的结构体是irq_desc，之前为了易于理解，我们说在Linux内核中有一个中断数组，对于每一个硬件中断，都有一个数组项，这个数组就是irq_desc数组。
中断，英文名为Interrupt，计算机的世界里处处都有中断，任何工作都离不开中断，可以说整个计算机系统就是由中断来驱动的。那么什么是中断？简单来说就是CPU停下当前的工作任务，去处理其他事情，处理完后回来继续执行刚才的任务，这一过程便是中断。
中断控制是计算机发展中一种重要的技术，最初它是为克服对 I/O 接口控制采用程序查询所带来的处理器低效率而产生的。
摘录自：http://www.ruanyifeng.com/blog/2016/12/user_space_vs_kernel_space.html
1.查看什么进程占用端口： netstat -antp | fgrep <port> 2.查看进程资源： jps -l jmap -heap 21046
之前记录过处理因为 LVS 网卡流量负载过高导致软中断发生丢包的问题，RPS 和 RFS 网卡多队列性能调优实践[1]，对一般人来说压力不大的情况下其实碰见的概率并不高。这次想分享的话题是比较常见服务器网卡丢包现象排查思路，如果你是想了解点对点的丢包解决思路涉及面可能就比较广，不妨先参考之前的文章如何使用 MTR 诊断网络问题[2]，对于 Linux 常用的网卡丢包分析工具自然是 ethtool。
要深入理解Linux内核中的同步与互斥的实现，需要先了解一下内联汇编：在C函数中使用汇编代码。
本篇文章系统的给大家讲述linux操作系统原理，这是一篇非常好的linux系统基础教程，我们总结了相关的全部精选内容，一起来学习下。
talk命令是talk服务器的客户端工具，通过talk命令可以让用户和其他用户聊天。在Linux中，talk命令的参数和程序使用非常简单，只需要知道交谈对象的地址，就可以邀请对方进行交谈。
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