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Linux 中断机制分析

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...对于其它架构的CPU,有可能在触发调用软件中断前,也就是还在处理硬件中断的时候,就已经开启了硬件中断,可能会发生中断嵌套,在中断嵌套中是不允许调用软件中断处理的。Why?...我的理解是,在发生中断嵌套的时候,表明这个时候是系统突发繁忙的时候,内核第一要务就是赶紧把中断中的事情处理完成,退出中断嵌套

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Linux内核硬中断 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。中断不能嵌套,但相同类型的中断可以在不同CPU上并行执行。...(4)中断指令 int是中断指令。 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)硬中断中断的区别 中断是执行中断指令产生的,而硬中断是由外设引发的。 硬中断中断号是由中断控制器提供的,中断中断号由指令直接指出,无需使用中断控制器。...但一个中断不会抢占另一个中断,唯一可以抢占中断的是硬中断

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中断中断_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。...中断不能嵌套,但相同类型的中断可以在不同CPU上并行执行。 (4) 中断指令 int是中断指令。 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。...硬中断中断号是由中断控制器提供的,中断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,中断不可屏蔽。...但一个中断不会抢占另一个中断,唯一可以抢占中断的是硬中断

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中断SOFTIRQ

中断的引入 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如何判断中断是否发生呢?...如果当前有中断嵌套,当irq_exit退出的时候,这时候还会在中断上下文,也是不会处理softirq的。

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Linux内核22-中断和tasklet

2 中断 Linux2.6内核中,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类中断,如下表所示: 表4-9 Linux2.6中使用的中断 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中断处理程序总是从索引0开始执行。 2.1 中断使用的数据结构 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。...另一个重要的数据是preempt_count,存储在进程描述符中的thread_info成员中,用来追踪记录内核抢占和内核控制路径嵌套层数。...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,在此需要禁止中断。 清除正在执行的中断对应掩码位。 执行local_irq_enable()使能中断

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Linux内核18-中断和异常的嵌套处理

使用内核控制路径的好处就是,它是从英语直译过来的,可能会更好地表达程序代码执行的顺序性,是一个过程;这样在描述中断嵌套时更有意义。...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。...所以,中断的执行不会引起进程的切换,也就可以无限嵌套处理。 中断处理程序可以打断中断或异常处理程序执行,但是反过来,异常不能打断中断处理程序。...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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中断和实时性

中断和实时性 翻译自:Software interrupts and realtime Linux内核的中断("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,内核会禁用该中断的上下文,并运行下一个中断,使用这种方式可以减小处理中断的延迟(由于会立即运行下一个中断)。同样重要的是,这种方式将中断和产生该中断的进程绑定到了一起。...TIPS: linux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

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linux | 网络数据包softirq 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 中断。...-5.15.4/net/core/dev.c 注册网卡收发包(RX/TX)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

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进程通信 中断 signal()解读

中断通信 进程间通信方式有多种,其中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。...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。...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,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。

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中断通信及signal()解读

中断通信 进程间通信方式有多种,其中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。...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。...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,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。

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CPU中断概念与案例

2 概念 2.1 中断概念 linux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,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 查看中断和内核线程 /proc/softirqs 提供了中断的运行情况; /proc/interrupts 提供了硬中断的运行情况。...另外,刚刚提到过,中断实际上是以内核线程的方式运行的,每个 CPU 都对应一个中断内核线程,这个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?

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中断会吃掉你多少CPU?

我们没必要啃明白中断的所有原理,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、一次中断的开销到底多大? 2、你的服务器上被中断吃掉了多少CPU时间?...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。...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中断的开销。 2 中断的开销估算 前面大致介绍了中断的来龙去脉,好了直接进入本文的主题上,中断开销到底多大。...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。

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记录一个中断问题

前些天发现XEN虚拟机上的Nginx服务器存在一个问题:中断过高,而且大部分都集中在同一个CPU,一旦系统繁忙,此CPU就会成为木桶的短板。...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。...最后,推荐看看香草总结的一些关于中断方面的资料和工具,很全面。

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Linux内核中的中断、tasklet和工作队列具体解释

引言 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。...中断不能被自己打断(即单个cpu上中断不能嵌套运行)。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)。...1 (2)有中断处于pending状态。 系统这么设计是为了避免软件中断中断嵌套中被调用,而且达到在单个CPU上软件中断不能被重入的目的。...仅仅有在进入了中断处理过程中之后才会开启硬件中断,假设在软件中断处理过程中有硬件中断嵌套,也不会再次调用中断,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...我的理解是,在发生中断嵌套的时候,表明这个时候是系统突发繁忙的时候,内核第一要务就是赶紧把中断中的事情处理完毕,退出中断嵌套。避免多次嵌套,哪里有时间处理软件中断

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Java中for循环嵌套以及循环的中断

参考链接: Java中的循环 很多初学者到for循环这里就学不会了,今天,我来讲解一下for循环以及嵌套循环,还有中断。...此时,i会+1成为2,符合外层for循环的判断条件,继续执行内层for循环主体,知道i的值大于9时离开嵌套循环。...循环的中断: break语句 可强迫中断循环,当程序执行到break语句时,即会离开循环,继续执行循环外的下一个语句,如果break语句出现在嵌套循环中的内层循环,则break语句只会跳出当前循环。...        }     } } i = 0 i = 1 i = 2 i = 4 i = 5当i的值为3时,程序并没有向下执行输出语句,而是退回到了循环判断出继续向下执行,所以continue只是中断了一次循环操作

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点个外卖,我把「中断」搞懂了

Linux 系统为了解决中断处理程序执行过长和中断丢失的问题,将中断过程分成了两个阶段,分别是「上半部和下半部分」。...在 Linux 系统里,我们可以通过查看 /proc/softirqs 的 内容来知晓「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。...---- 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 在中断上的使用率比较高,而且 CPU 使用率最高的进程也是中断 ksoftirqd 的时候,这种一般可以认为系统的开销被中断占据了。

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