【5.linux操作系统】-中断/软中断/时钟

概述

中断处理工作，例如对接收中断进行中断或复位硬件，这些工作都在所有中断被禁止的情况下完成。可以稍后完成的工作推迟到下半部，在合适的情况下执行下半部分中断
当网卡接收流入网络的数据包时，需要通知内核数据包到了，网卡需要立即完成这件事，从而优化网络的吞吐量和传输周期，以避免超时。因此网卡立即发出中断，通知内核这里有最新的数据包。内核通过执行网卡已注册的中断处理程序作出应答。中断开始运行，应答硬件，复制最新的网络数据包到内存，然后读取网卡更多的数据包，这些都是重要的、紧迫的、又与硬件相关的的工作。处理和操作其他数据包的其他工作在随后的下半部分进行。

中断（上半部）

中断值 称IRQ线，中断线
中断上下文 不可睡眠，不可阻塞，中断处理程序栈 一页 每个有自己的 。下半部

执行过程

驱动request_irq注册中断处理程序，如果设置IRQF_DISABLED在中断程序运行期间不允许其他任何中断同时运行
硬件产生中断=》中断控制器=》处理器=》除非处理器禁止中断，否则关闭中断系统（没设置IIRQF_DISABLE。同级的其他中断会被屏蔽，设置当前处理器所有中断被屏蔽），跳到中断处理程序入口，每个中断线有唯一入口位置，寄存器值+中断号=》do_irq。应答中断，禁止中断线上的中断传递，调处理程序（share的调该线上所有的handler）=》返回

procfs 虚拟文件系统，/proc 这里读写文件都要调内核函数。/proc/interrupts中

并发：

中断禁止/激活 防止其他中断程序并发。禁止一个处理器中断locaal_irq_discable。禁止一条中断线disable_irq
锁：防止其他处理器对共享数据并发

下半部

软中断 tasklet 工作队列 内核定时器（tasklet,内核定时器都是基于软中断）

软中断：编译期间静态分配，注册数组 最多32个。标记/触发后才会被执行

检查执行点：从硬件中断处返回，在ksoftirqd内核线程中，显示调用
软中断不会抢占另一个软中断，唯一可以抢占它的是中断处理程序
但其他软中断（包括同类型）可以在其他处理器上同时执行
do_softirq 遍历数组每个检查执行（一个标记位图一个数组）
现有优先级：hi_softirq timer net_tx net_rx block (新加入) tasklet sched调度程序等

tasklet 可以动态注册和注销

taasklet_schedule
保存中断，禁止中断。
加入到每个处理器的tasklet_vec,tasklet_hi_vec链表表头，触发tasklet,hi_softirq软中断，下次do_softirq会执行。
恢复中断

tasklet_action
禁止中断，链表NULL，允许中断（软中断允许中断）
处理链表tasklet ，检查是否被其他处理器处理

ksoftirq 每个处理器协助处理软中断线程

工作队列 交由内核线程执行，进程上下文，允许调度和睡眠

每个CPU每个类有一个个工作队列线程（默认只有一类：event），cpu_workqueue_struct
每类有一个个workqueue_struct

怎么选？

有睡眠=》工作队列。
否则=》tasklet。
对性能要求极高 软中断。需要自己保证同类型不能同时执行

时钟

时钟中断频率HZ 内核1000HZ 1ms 用户空间100HZ
jiffies 1s内中断次数=HZ 回绕到0
实时时钟（设备）初始化xtime 实际时间/墙上时间
时钟中断处理程序 update_process_time更新rusage ；执行定时器timer
timer schedule_timeout 按照超时时间把任务分为5组
延迟执行 udeley,nndelay这种少于ms的用执行循环次数控制