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Linux CPU的中断

发布时间:2019-05-29 05:03 来源:未知 编辑:admin

  一旦CPU接收了中断请求,CPU就会暂时停止执行正在运行的程序,并且调用一个称为中断处理器或中断服务程序(in

  中断服务程序或中断处理器可以在中断向量表中找到,而这个中断向量表位于内存中的固定地址中。中断被CPU处理后,就会恢复执行之前被中断的程序。

  其实,在机器启动的时候,系统就已经识别了所有设备,并且也把相应的中断处理器加载到中断表中。

  当我们在键盘上按下一个按键时,键盘就会对CPU说,一个键已经被按下。在这种情况下,键盘的IRQ线路中的电压就会发生一次变化,而这种电压的变化就是来自设备的请求,就相当于说这个设备有一个请求需要处理。

  在linux的机器上,/proc/interrupts这个文件包含有关于哪些中断正在使用和每个处理器各被中断了多少次的信息。

  ● 第二、三、四列表示相应的CPU核心被中断的次数。在上面的例子中,TImer表示中断名称(为系统时钟)。3710374484表示CPU0被中断了3710374484次。i8042表示控制键盘和鼠标的键盘控制器。

  ● 对于像rtc(realTIme clock)这样的中断,CPU是不会被中断的。因为RTC存在于电子设备中,是用于追踪时间的。

  例如,如果CPU同时接收了来自键盘和系统时钟的中断,那么CPU首先会服务于系统时钟,因为他的IRQ号是 0 。

  ● IRQ7 : 并口1。它被用于打印机或若是没有打印机,可以用于任何的并口。

  而对于像操作杆(或称为游戏手柄)上的CPU,它并不会等待设备发送中断。因为操作杆主要用于游戏,操作杆的移动必须非常快,因此使用轮询的方式检测设备是否需要CPU的关注还是比较理想的。使用轮询方式的缺点是CPU就处于了忙等状态,因为CPU会不停的多次检查设备。但是需要注意的是在linux中,这种处理信号的方式也是必不可少的。

  1. 非屏蔽中断(Non-maskable        interrupts,即NMI):就像这种中断类型的字面意思一样,这种中断是不可能被CPU忽略或取消的。NMI是在单独的中断线路上进行发送的,它通常被用于关键性硬件发生的错误,如内存错误,风扇故障,温度传感器故障等。

  2. 可屏蔽中断(Maskable interrupts):这些中断是可以被CPU忽略或延迟处理的。当缓存控制器的外部针脚被触发的时候就会产生这种类型的中断,而中断屏蔽寄存器就会将这样的中断屏蔽掉。我们可以将一个比特位设置为0,来禁用在此针脚触发的中断。

  这些中断是在CPU执行指令(也就是说在进程正在运行的时候)的时候产生的,因为在执行指令时,CPU(确切的说应是在CPU中的运算器)自身会产生一个异常(此处的异常也可理解为软中断)。

  例如,一个数字除以0(当然这是不可能的),此时就会导致一个divide-by-zero的异常,从而导致计算机将此计算取消或者显示一个错误的信息。

  在文件/proc/stat中,包含了一些关于系统内核的统计信息,也包含了一些中断信息。

  在intr这一行,显示了自从系统启动以来所产生的中断数。第一列表示所有被服务的中断数。后续的每一列都表示一个特定中断的总数。

  SMP是指对称多处理器。smp_affinity文件主要用于某个特定IRQ要绑定到哪个CPU核心上。在/proc/irq/IRQ_NUMBER/目录下都有一个smp_affinity文件,这个文件中,所表示的CPU核心以十六进制来表示的。例如,网卡的中断号是:

  上面的十六进制对应的十进制是1,也就是说所有的和网卡驱动相关的中断都是有CPU0来提供服务的。

  我们可以通过手动改变smp_affinity文件中的值来将IRQ绑定到指定的CPU核心上,或者启用irqbalance服务来自动绑定IRQ到CPU核心上。

  Irqbalance是一个linux的实用程序,它主要是用于分发中断请求到CPU核心上,有助于性能的提升。它的目的是寻求省电和性能优化之间的平衡。你可以使用yum进行安装:

  Irqbalance对于包含多个核心的系统来说是非常有用的。因为通常中断只被第一个CPU核心服务。

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