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linux中断分配

发布时间:2023-07-20 10:31:49

㈠ 《linux设备驱动程序》(十六)-中断处理

设备与处理器之间的工作通常来说是异步,设备数据要传递给处理器通常来说有以下几种方法:轮询、等待和中断。

让CPU进行轮询等待总是不能让人满意,所以通常都采用中断的形式,让设备来通知CPU读取数据。

2.6内核的函数参数与现在的参数有所区别,这里都主要介绍概念,具体实现方法需要结合具体的内核版本。

request_irq函数申请中断,返回0表示申请成功,其他返回值表示申请失败,其具体参数解释如下:

flags 掩码可以使用以下几个:

快速和慢速处理例程 :现代内核中基本没有这两个概念了,使用SA_INTERRUPT位后,当中断被执行时,当前处理器的其他中断都将被禁止。通常不要使用SA_INTERRUPT标志位,除非自己明确知道会发生什么。

共享中断 :使用共享中断时,一方面要使用SA_SHIRQ位,另一个是request_irq中的dev_id必须是唯一的,不能为NULL。这个限制的原因是:内核为每个中断维护了一个共享处理例程的列表,例程中的dev_id各不相同,就像设备签名。如果dev_id相同,在卸载的时候引起混淆(卸载了另一个中断),当中断到达时会产生内核OOP消息。

共享中断需要满足以下一个条件才能申请成功:

当不需要使用该中断时,需要使用free_irq释放中断。

通常我们会在模块加载的时候申请安装中断处理例程,但书中建议:在设备第一次打开的时候安装,在设备最后一次关闭的时候卸载。

如果要查看中断触发的次数,可以查看 /proc/interrupts 和 /proc/stat。

书中讲述了如何自动检测中断号,在嵌入式开发中通常都是查看原理图和datasheet来直接确定。

自动检测的原理如下:驱动程序通知设备产生中断,然后查看哪些中断信号线被触发了。Linux提供了以下方法来进行探测:

探测工作耗时较长,建议在模块加载的时候做。

中断处理函数和普通函数其实差不多,唯一的区别是其运行的中断上下文中,在这个上下文中有以下注意事项:

中断处理函数典型用法如下:

中断处理函数的参数和返回值含义如下:

返回值主要有两个:IRQ_NONE和IRQ_HANDLED。

对于中断我们是可以进行开启和关闭的,Linux中提供了以下函数操作单个中断的开关:

该方法可以在所有处理器上禁止或启用中断。

需要注意的是:

如果要关闭当前处理器上所有的中断,则可以调用以下方法:

local_irq_save 会将中断状态保持到flags中,然后禁用处理器上的中断;如果明确知道中断没有在其他地方被禁用,则可以使用local_irq_disable,否则请使用local_irq_save。

locat_irq_restore 会根据上面获取到flags来恢复中断;local_irq_enable 会无条件打开所有中断。

在中断中需要做一些工作,如果工作内容太多,必然导致中断处理所需的时间过长;而中断处理又要求能够尽快完成,这样才不会影响正常的系统调度,这两个之间就产生了矛盾。

现在很多操作系统将中断分为两个部分来处理上面的矛盾:顶半部和底半部。

顶半部就是我们用request_irq来注册的中断处理函数,这个函数要求能够尽快结束,同时在其中调度底半部,让底半部在之后来进行后续的耗时工作。

顶半部就不再说明了,就是上面的中断处理函数,只是要求能够尽快处理完成并返回,不要处理耗时工作。

底半部通常使用tasklet或者工作队列来实现。

tasklet的特点和注意事项:

工作队列的特点和注意事项:

㈡ Linux内核中断之中断调用流程

本文基于 RockPI 4A 单板Linux4.4内核介绍中断调用流程。

ARMv8包括两种运行状态:AArch64和AArch32。

AArch64中不再使用AArch32中的7种特权模式,而是提出了Exception Levels的概念,包括:

1)EL0:用于用户态程序,权限最低

2)EL1:给内核使用,权限稍高

3)EL2:虚拟化相关,权限更高

4)EL3:安全相关,权限最高

Linux内核中一般只使用EL0和EL1。

AArch64异常向量表中的异常包括:

1)Synchronous exception(同步异常)

2)SError

3)IRQ

4)FIQ

注:SError、IRQ和FIQ属于异步异常。

在Linux内核中,在 arch/arm64/kernel/entry.S 文件中定义了异常向量表,内容如下:

选取 el1_irq() 函数介绍Linux内核中断的调用流程。

文件: arch/arm64/kernel/entry.S ,调用流程如下:

1、handle_irq()初始化

在 DTS 解析阶段完成 handle_irq() 函数的初始化,流程如下:

gic_irq_domain_map() 函数中完成了 handle_irq() 函数的赋值,具体执行如下:

2、handle_irq()实现

以共享外设中断 SPI 的中断处理函数 handle_fasteoi_irq() 为例,继续跟踪中断的执行过程。

handle_irq_event_percpu() 函数会调用已经注册的中断处理函数,同时唤醒 irq_thread 线程。

3、中断处理线程

在使用 request_threaded_irq() 函数申请中断时,会创建一个 irq_thread 线程,调用流程如下:

irq_thread 线程平时在睡眠状态,等待 handle_irq_event_percpu() 函数唤醒,进一步执行已注册的中断处理线程函数。

使用 DRM 框架中 HDMI 中断验证中断调用流程。

文件: driversgpudrmridgesynopsysdw-hdmi.c

在中断处理函数 dw_hdmi_hardirq() 和中断处理线程函数 dw_hdmi_irq 中增加 mp_stack() 调用( 注:仅限于调试验证 )。

插入 HDMI 线,系统启动后,显示中断调用流程的日志如下:

㈢ linux驱动中断,程序运行几个小时后系统崩溃

中断与定时器:
中断的概念:指CPU在执行过程中,出现某些突发事件急待处理,CPU暂停执行当前程序,转去处理突发事件
,处理完后CPU又返回原程序被中断的位置继续执行
中断的分类:内部中断和外部中断
内部中断:中断源来自CPU内部(软件中断指令、溢出、触发错误等)
外部中断:中断源来自CPU外部,由外设提出请求

屏蔽中断和不可屏蔽中断:
可屏蔽中断:可以通过屏蔽字被屏蔽,屏蔽后,该中断不再得到响应
不可平布中断:不能被屏蔽

向量中断和非向量中断:
向量中断:CPU通常为不同的中断分配不同的中断号,当检测到某中断号的中断到来后,就自动跳转到与该中断号对应的地址执行
非向量中断:多个中断共享一个入口地址。进入该入口地址后再通过软件判断中断标志来识别具体哪个是中断
也就是说向量中断由软件提供中断服务程序入口地址,非向量中断由软件提供中断入口地址

/*典型的非向量中断首先会判断中断源,然后调用不同中断源的中断处理程序*/
irq_handler()
{
...
int int_src = read_int_status();/*读硬件的中断相关寄存器*/
switch(int_src){//判断中断标志
case DEV_A:
dev_a_handler();
break;
case DEV_B:
dev_b_handler();
break;
...
default:
break;
}
...
}

定时器中断原理:
定时器在硬件上也以来中断,PIT(可编程间隔定时器)接收一个时钟输入,
当时钟脉冲到来时,将目前计数值增1并与已经设置的计数值比较,若相等,证明计数周期满,产生定时器中断,并
复位计数值。

如下图所示:

Linux中断处理程序架构:
Linux将中断分为:顶半部(top half)和底半部(bottom half)
顶板部:完成尽可能少的比较紧急的功能,它往往只是简单的读取寄存器中的中断状态并清除中断标志后就进行
“登记中断”(也就是将底半部处理程序挂在到设备的底半部执行队列中)的工作
特点:响应速度快

底半部:中断处理的大部分工作都在底半部,它几乎做了中断处理程序的所有事情。
特点:处理相对来说不是非常紧急的事件

小知识:Linux中查看/proc/interrupts文件可以获得系统中断的统计信息。

如下图所示:

第一列是中断号 第二列是向CPU产生该中断的次数

介绍完相关基础概念后,让我们一起来探讨一下Linux中断编程

Linux中断编程:
1.申请和释放中断
申请中断:
int request_irq(unsigned int irq,irq_handler_t handler,
unsigned long irqflags,const char *devname,void *dev_id)
参数介绍:irq是要申请的硬件中断号
handler是向系统登记的中断处理程序(顶半部),是一个回调函数,中断发生时,系统调用它,将
dev_id参数传递给它
irqflags:是中断处理的属性,可以指定中断的触发方式和处理方式:
触发方式:IRQF_TRIGGER_RISING、IRQF_TRIGGER_FALLING、IRQF_TRIGGER_HIGH、IRQF_TRIGGER_LOW
处理方式:IRQF_DISABLE表明中断处理程序是快速处理程序,快速处理程序被调用时屏蔽所有中断
IRQF_SHARED表示多个设备共享中断,dev_id在中断共享时会用到,一般设置为NULL

返回值:为0表示成功,返回-EINVAL表示中断号无效,返回-EBUSY表示中断已经被占用,且不能共享
顶半部的handler的类型irq_handler_t定义为
typedef irqreturn_t (*irq_handler_t)(int,void*);
typedef int irqreturn_t;

2.释放IRQ
有请求当然就有释放了
void free_irq(unsigned int irq,void *dev_id);
参数定义与request_irq类似

3.使能和屏蔽中断
void disable_irq(int irq);//等待目前中断处理完成(最好别在顶板部使用,你懂得)
void disable_irq_nosync(int irq);//立即返回
void enable_irq(int irq);//

4.屏蔽本CPU内所有中断:
#define local_irq_save(flags)...//禁止中断并保存状态
void local_irq_disable(void);//禁止中断,不保存状态

下面来分别介绍一下顶半部和底半部的实现机制

底半部机制:
简介:底半部机制主要有tasklet、工作队列和软中断
1.底半部是想方法之一tasklet
(1)我们需要定义tasklet机器处理器并将两者关联
例如:
void my_tasklet_func(unsigned long);/*定义一个处理函数*/
DECLARE_TASKLET(my_tasklet,my_tasklet_func,data);
/*上述代码定义了名为my_tasklet的tasklet并将其余
my_tasklet_func()函数绑定,传入的参数为data*/
(2)调度
tasklet_schele(&my_tasklet);
//使用此函数就能在是当的时候进行调度运行

tasklet使用模板:
/*定义tasklet和底半部函数并关联*/
void xxx_do_tasklet(unsigned long);
DECLARE_TASKLET(xxx_tasklet,xxx_do_tasklet,0);

/*中断处理底半部*/
void xxx_do_tasklet(unsigned long)
{
...
}

/*中断处理顶半部*/
irqreturn_t xxx_interrupt(int irq,void *dev_id)
{
...
tasklet_schele(&xxx_tasklet);//调度地板部
...
}

/*设备驱动模块加载函数*/
int __init xxx_init(void)
{
...
/*申请中断*/
result = request_irq(xxx_irq,xxx_interrupt,
IRQF_DISABLED,"xxx",NULL);
...

return IRQ_HANDLED;
}

/*设备驱动模块卸载函数*/
void __exit xxx_exit(void)
{
...
/*释放中断*/
free_irq(xxx_irq,xxx_interrupt);
...
}

2.底半部实现方法之二---工作队列
使用方法和tasklet类似
相关操作:
struct work_struct my_wq;/*定义一个工作队列*/
void my_wq_func(unsigned long);/*定义一个处理函数*/
通过INIT_WORK()可以初始化这个工作队列并将工作队列与处理函数绑定
INIT_WORK(&my_wq,(void (*)(void *))my_wq_func,NULL);
/*初始化工作队列并将其与处理函数绑定*/
schele_work(&my_wq);/*调度工作队列执行*/

/*工作队列使用模板*/

/*定义工作队列和关联函数*/
struct work_struct(unsigned long);
void xxx_do_work(unsigned long);

/*中断处理底半部*/
void xxx_do_work(unsigned long)
{
...
}

/*中断处理顶半部*/
/*中断处理顶半部*/
irqreturn_t xxx_interrupt(int irq,void *dev_id)
{
...
schele_work(&my_wq);//调度底半部
...
return IRQ_HANDLED;
}

/*设备驱动模块加载函数*/
int xxx_init(void)
{
...
/*申请中断*/
result = request_irq(xxx_irq,xxx_interrupt,
IRQF_DISABLED,"xxx",NULL);
...
/*初始化工作队列*/
INIT_WORK(&my_wq,(void (*)(void *))xxx_do_work,NULL);
}

/*设备驱动模块卸载函数*/
void xxx_exit(void)
{
...
/*释放中断*/
free_irq(xxx_irq,xxx_interrupt);
...
}

㈣ linux系统中的中断指令是什么

什么是中断
Linux 内核需要对连接到计算机上的所有硬件设备进行管理,毫无疑问这是它的份内事。如果要管理这些设备,首先得和它们互相通信才行,一般有两种方案可实现这种功能:
轮询(polling) 让内核定期对设备的状态进行查询,然后做出相应的处理;中断(interrupt) 让硬件在需要的时候向内核发出信号(变内核主动为硬件主动)。
第一种方案会让内核做不少的无用功,因为轮询总会周期性的重复执行,大量地耗用 CPU 时间,因此效率及其低下,所以一般都是采用第二种方案 。
对于中断的理解我们先看一个生活中常见的例子:QQ。第一种情况:你正在工作,然后你的好友突然给你发送了一个窗口抖动,打断你正在进行的工作。第
二种情况:当然你有时候也会每隔 5 分钟就去检查一下 QQ
看有没有好友找你,虽然这很浪费你的时间。在这里,一次窗口抖动就可以被相当于硬件的中断,而你就相当于 CPU,你的工作就是 CPU
这在执行的进程。而定时查询就被相当于 CPU 的轮询。在这里可以看到:同样作为 CPU 和硬件沟通的方式,中断是硬件主动的方式,较轮询(CPU
主动)更有效些,因为我们都不可能一直无聊到每隔几分钟就去查一遍好友列表。
CPU
有大量的工作需要处理,更不会做这些大量无用功。当然这只是一般情况下。好了,这里又有了一个问题,每个硬件设备都中断,那么如何区分不同硬件呢?不同设
备同时中断如何知道哪个中断是来自硬盘、哪个来自网卡呢?这个很容易,不是每个 QQ 号码都不相同吗?同样的,系统上的每个硬件设备都会被分配一个
IRQ 号,通过这个唯一的 IRQ 号就能区别张三和李四了。
从物理学的角度看,中断是一种电信号,由硬件设备产生,并直接送入中断控制器(如
8259A)的输入引脚上,然后再由中断控制器向处理器发送相应的信号。处理器一经检测到该信号,便中断自己当前正在处理的工作,转而去处理中断。此后,
处理器会通知 OS 已经产生中断。这样,OS
就可以对这个中断进行适当的处理。不同的设备对应的中断不同,而每个中断都通过一个唯一的数字标识,这些值通常被称为中断请求线。

㈤ Linux-怎么理解软中断

中断是系统用来响应硬件设备请求的一种机制,它会打断进程的正常调度和执行,然后调用内核中的中断处理程序来响应设备的请求。

你可能要问了,为什么要有中断呢?我可以举个生活中的例子,让感受一下中断的魅力。

比如你订了一份外卖,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。

这里的“打电话”,其实就是一个中断。没接到电话的时候,你可以做其他的事情;只有接到了电话(也就是发生中断),你才要进行另一个动作:取外卖。

这个例子你就可以发现, 中断其实是一种异步的事件处理机制,可以提高系统的并发处理能力。

由于中断处理程序会打断其他进程的运行,所以, 为了减少对正常进程运行调度的影响,中断处理程序就需要尽可能快地运行。 如果中断本身要做的事情不多,那么处理起来也不会有太大问题;但如果中断要处理的事情很多,中断服务程序就有可能要运行很长时间。

特别是,中断处理程序在响应中断时,还会临时关闭中断。这就会导致上一次中断处理完成之前,其他中断都不能响应,也就是说中断有可能会丢失。

那么还是以取外卖为例。假如你订了 2 份外卖,一份主食和一份饮料,并且是由 2 个不同的配送员来配送。这次你不用时时等待着,两份外卖都约定了电话取外卖的方式。但是,问题又来了。

当第一份外卖送到时,配送员给你打了个长长的电话,商量发票的处理方式。与此同时,第二个配送员也到了,也想给你打电话。

但是很明显,因为电话占线(也就是关闭了中断响应),第二个配送员的电话是打不通的。所以,第二个配送员很可能试几次后就走掉了(也就是丢失了一次中断)。

如果你弄清楚了“取外卖”的模式,那对系统的中断机制就很容易理解了。事实上,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:

比如说前面取外卖的例子,上半部就是你接听电话,告诉配送员你已经知道了,其他事儿见面再说,然后电话就可以挂断了;下半部才是取外卖的动作,以及见面后商量发票处理的动作。

这样,第一个配送员不会占用你太多时间,当第二个配送员过来时,照样能正常打通你的电话。

除了取外卖,我再举个最常见的网卡接收数据包的例子,让你更好地理解。

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。你可以自己先想一下,这种情况下的上半部和下半部分别负责什么工作呢?

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:

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。

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)等。

不知道你还记不记得,前面提到过的 proc 文件系统。它是一种内核空间和用户空间进行通信的机制,可以用来查看内核的数据结构,或者用来动态修改内核的配置。其中:

运行下面的命令,查看 /proc/softirqs 文件的内容,你就可以看到各种类型软中断在不同 CPU 上的累积运行次数:

在查看 /proc/softirqs 文件内容时,你要特别注意以下这两点。
第一,要注意软中断的类型,也就是这个界面中第一列的内容。从第一列你可以看到,软中断包括了 10 个类别,分别对应不同的工作类型。比如 NET_RX 表示网络接收中断,而 NET_TX 表示网络发送中断。

第二,要注意同一种软中断在不同 CPU 上的分布情况,也就是同一行的内容。正常情况下,同一种中断在不同 CPU 上的累积次数应该差不多。比如这个界面中,NET_RX 在 CPU0 和 CPU1 上的中断次数基本是同一个数量级,相差不大。

不过你可能发现,TASKLET 在不同 CPU 上的分布并不均匀。TASKLET 是最常用的软中断实现机制,每个 TASKLET 只运行一次就会结束 ,并且只在调用它的函数所在的 CPU 上运行。

因此,使用 TASKLET 特别简便,当然也会存在一些问题,比如说由于只在一个 CPU 上运行导致的调度不均衡,再比如因为不能在多个 CPU 上并行运行带来了性能限制。

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?

其实用 ps 命令就可以做到,比如执行下面的指令:

注意,这些线程的名字外面都有中括号,这说明 ps 无法获取它们的命令行参数(cmline)。一般来说,ps 的输出中,名字括在中括号里的,一般都是内核线程。

Linux 中的中断处理程序分为上半部和下半部:
上半部对应硬件中断,用来快速处理中断。
下半部对应软中断,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 来观察软中断的运行情况。

㈥ linux 内核软中断 是在中断状态吗

先说说环境
1.硬件:DELL R410
2.网卡:板载1000M BCM5709
2.OS: RHEL 5.5 x86_64
3.KERNEL: 2.6.18-194.el5
所出现的问题
1.网卡毫无征兆的down掉,而且没有任何log信息
2.当流量增大时,不到理论上限的1/3时机器出现网络延迟严重,伴随大量的丢包
3.机器的cpu软中断不均衡,只有1个cpu处理软中断,并且该cpu的软中断周期性的达到100%
4.内外网网卡做nat丢包数据量不一致,差别很大,不在同一个数量级
想必第一个问题,大部分使用bcm网卡,rhel 5.3以后得机器都会遇到这种情况,网上的资料比较的多,我也不多啰嗦了,直接升级网卡驱动就可以解决了。第二,三,四其实是同一个问题都是由于网卡中断过多,cpu处理不过来(准确的说,cpu分配不均衡,导致只有一个cpu处理,处理不过来),引起丢包,那么为什么两个网卡丢包的数量级不一样呢,下面从原理上进行解释,既然是做nat多出口,那么就有大量的路由信息,是一个网络应用,当一个数据包请求nat时,数据包先被网卡驱动的数据接收,网卡收到数据时,触发中断。在中断执行例程中,把skb挂入输入队列,并触发软中断。稍后的某个时刻,当软中断执行时,再从该队列中把skb取下来,投递给上层协议。
如果在这个过程当中cpu没有及时处理完这个队列导致网卡的buffer满了,网卡将直接丢弃该数据包。这里牵涉到2个队列,一个是tx,一个是rx,它的队列的大小默认都是255,可以通过ethtool -g eth0(你指定的网卡),为了防止丢包,当时我通过ethtool -G eth0 rx xxx 把它调大了,但是调大以后,还是杯水车薪啊,通过ethtool -S eth0 |grep rx_fw_discards,发现数值还是不停的在增长,也就是说还在不停的丢包,cpu处理不过来,这时候找到网上有人在利用lvs时也遇到这个问题,cpu软中断分配不均衡,只有一个cpu处理软中断的问题,网上的资料五花八门,有建议使用修改设备中断方式。即通过修改设置中断/proc/irq/${网卡中断号}/smp_affinit这时候,我也修改过,没有什么实质的效果,
从官方的bug报告,https://bugzilla.redhat.com/show_bug.cgi?id=520888,其中提到rhel5.6已经修复了这个bug,这其中也提到目前我们的版本可以升级内核到kernel-2.6.18-194.3.1.el5可以解决这个问题。
红帽子官方修复报告中的说明如下:http://rhn.redhat.com/errata/RHSA-2010-0398.html,我们升级了这个内核算是解决单核处理软中断的问题,升级后各个cpu已经能够平均的分配这个软中断,也不丢包了,那么为什么cpu处理不过来这个软中断呢,数据量并不是特别的大啊,上层应用接到这个数据包后,通过路由协议,找到某个出口给nat出去,找nat出口是需要查找路由表,查询路由表是一件很耗时的工作,而每一个不同源地址,不同目的地址的数据包都得重新查找一次路由表,导致cpu处理不过来,为了提高路由查询的效率。Linux内核引用了路由缓存,用于减少对路由表的查询。Linux的路由缓存是被设计来与协议无关的独立子系统,查看路由缓存可以通过命令route -Cn,由于路由缓存当中是采用hash算法进行才找,它的查找速度非常之快,既然是cache就有超时这一概念。系统默认为10分钟,可以通过这个文件进行查看和修改/proc/sys/net/ipv4/route/secret_interval。而当路由缓存当中未找到或者已经超时的路由信息才开始查找路由表,查询到的结果保存在路由缓存中。如果路由表越大,那么查询的时间就越长,一个新的连接进来后或者是老连接cache超时后,占用大量的cpu查询时间,导致cpu周期性的软中断出现100%,而两个网卡丢包的情况来看不均衡也是因为用户的数据包是经过其中一个网卡进来后查询路由表耗时过长,cpu处理不过来,导致那块网卡的队列满了,丢包严重。当然在路由表变动不大的情况下可以加大cache的时间,修改上述内容后,从我监测的情况来看,扛流量能力得到了大大的提升。

㈦ Linux中断与定时器

所谓中断是指CPU在执行程序的过程中,出现了某些突发事件急待处理,CPU必须暂停当前程序的执行,转去处理突发事件,处理完毕后又返回原程序被中断的位置继续执行。根据中断的来源,中断可分为内部中断和外部中断,内部中断的中断源来自CPU内部(软件中断指令、溢出、除法错误等,例如,操作系统从用户态切换到内核态需借助CPU内部的软件中断),外部中断的中断源来自CPU外部,由外设提出请求。根据中断是否可以屏蔽,中断可分为可屏蔽中断与不可屏蔽中断(NMI),可屏蔽中断可以通过设置中断控制器寄存器等方法被屏蔽,屏蔽后,该中断不再得到响应,而不可屏蔽中断不能被屏蔽。
根据中断入口跳转方法的不同,中断可分为向量中断和非向量中断。采用向量中断的CPU通常为不同的中断分配不同的中断号,当检测到某中断号的中断到来后,就自动跳转到与该中断号对应的地址执行。不同中断号的中断有不同的入口地址。非向量中断的多个中断共享一个入口地址,进入该入口地址后,再通过软件判断中断标志来识别具体是哪个中断。也就是说,向量中断由硬件提供中断服务程序入口地址,非向量中断由软件提供中断服务程序入口地址。
嵌入式系统以及x86PC中大多包含可编程中断控制器(PIC),许多MCU内部就集成了PIC。如在80386中,PIC是两片i8259A芯片的级联。通过读写PIC的寄存器,程序员可以屏蔽/使能某中断及获得中断状态,前者一般通过中断MASK寄存器完成,后者一般通过中断PEND寄存器完成。定时器在硬件上也依赖中断来实现,典型的嵌入式微处理器内可编程间隔定时器(PIT)的工作原理,它接收一个时钟输入,当时钟脉冲到来时,将目前计数值增1并与预先设置的计数值(计数目标)比较,若相等,证明计数周期满,并产生定时器中断且复位目前计数值。

㈧ linux中断的下半部机制有哪些

一、中断处理为什么要下半部?Linux在中断处理中间中断处理分了上半部和下半部,目的就是提高系统的响应能力和并发能力。通俗一点来讲:当一个中断产生,调用该中断对应的处理程序(上半部)然后告诉系统,对应的后半部可以执行了。然后中断处理程序就返回,下半部会在合适的时机有系统调用。这样一来就大大的减少了中断处理所需要的时间。

二、那些工作应该放在上半部,那些应该放在下半部?
没有严格的规则,只有一些提示:
1、对时间非常敏感,放在上半部。
2、与硬件相关的,放在上半部。
3、不能被其他中断打断的工作,放在上半部。
以上三点之外的,考虑放在下半部。

三、下半部机制在Linux中是怎么实现的?
下半部在Linux中有以下实现机制:
1、BH(在2.5中删除)
2、任务队列(task queue,在2.5删除)
3、软中断(softirq,2.3开始。本文重点)
4、tasklet(2.3开始)
5、工作队列(work queue,2.5开始)

四、软中断是怎么实现的(以下代码出自2.6.32)?
软中断不会抢占另外一个软中断,唯一可以抢占软中断的是中断处理程序。
软中断可以在不同CPU上并发执行(哪怕是同一个软中断)

1、软中断是编译期间静态分配的,定义如下:
struct softirq_action { void (*action)(struct softirq_action *); };

/*
* PLEASE, avoid to allocate new softirqs, if you need not _really_ high
* frequency threaded job scheling. For almost all the purposes
* tasklets are more than enough. F.e. all serial device BHs et
* al. should be converted to tasklets, not to softirqs.
*/
enum {
HI_SOFTIRQ=0,
TIMER_SOFTIRQ,
NET_TX_SOFTIRQ,
NET_RX_SOFTIRQ,
BLOCK_SOFTIRQ,
BLOCK_IOPOLL_SOFTIRQ,
TASKLET_SOFTIRQ,
SCHED_SOFTIRQ,
HRTIMER_SOFTIRQ,
RCU_SOFTIRQ, /* Preferable RCU should always be the last softirq */
NR_SOFTIRQS

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