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...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。
问答 问：Linux的中断可以嵌套吗？ 答：以前是可以嵌套的，现在不可以！...历史 早前的Linux内核版本，中断分为两种： 快中断，申请的时候带IRQF_DISABLED标记，在IRQ HANDLER里面不允许新的中断进来; 慢中断，申请的时候不带IRQF_DISABLED标记...，在IRQ HANDLER里面允许新的其他中断嵌套进来。...它的commit log清晰地解释中断嵌套可能引入的一些risk，比如stack溢出等。...也就是说，从这个commit开始，实际Linux已经不再支持中断的嵌套, 也没有快慢中断的概念了，IRQF_DISABLED标记也作废了。
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。
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？...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。
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?)
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。...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。
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。
如何判断一段程序是在任务里还是中断里执行？通常使用变量intCnt来统计中断的嵌套次数。不过到了SMP，每个CPU都可能处理中断，再使用全局变量就没法表示了，因此需要使用函数intCount()。...testInt(0)是在任务里调用intCount()，得到的结果是0，表示没有进入中断 testInt(1)是由辅助时钟的ISR调用intCount()，得到的结果多数是1，表示这是在中断里执行的，但偶尔是...2，表示辅助时钟又中断了其它ISR，应该是系统时钟了 testInt(2)是由看门狗的ISR调用intCount()，得到的结果为什么也是2？...原来是内核又给看门狗强行增加了中断计数 顺便再唠叨一次： 看门狗别太多 ISR别太长
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
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
软中断 上述外部硬件中断，需要硬件设备触发。 有没有可能，因为软件原因，也触发上⾯的逻辑？有！...都是直接调⽤ 那是因为Linux的gnuC标准库，给我们把⼏乎所有的系统调⽤全部封装了。 缺⻚中断？内存碎⽚处理？除零野指针错误？...} 缺⻚中断？内存碎⽚处理？除零野指针错误？这些问题，全部都会被转换成为CPU内部的软中断， 然后⾛中断处理例程，完成所有处理。有的是进⾏申请内存，填充⻚表，进⾏映射的。...所以: 操作系统就是躺在中断处理例程上的代码块! CPU内部的软中断，比如int Ox80或者syscall，我们叫做陷阱 CPU内部的软中断，比如除零/野指针等，我们叫做异常。...⼀般执⾏int 0x80 或者syscall 软中断，CPL会在校验之后⾃动变更(怎么校验看学⽣反映) 这样会不会不安全？？
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？
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？...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。...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。
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
前些天发现XEN虚拟机上的Nginx服务器存在一个问题：软中断过高，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。...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。
领取专属 10元无门槛券
手把手带您无忧上云
云服务器
ICP备案
对象存储
腾讯会议
云直播
