软中断

软件中断上下文：softirq和tasklet

当一个系统调用准备返回到用户空间，或者一个硬件中断处理退出，任何被标记为pending(等待)状态的软件中断就会运行（通常软件中断是被硬件中断标记为等待执行状态的）。

include/linux/interrupts.h列出了不同的软中断。其中一个重要的软中断是计时器软中断（include/linux/timer.h）：你可以用它来设置给定时间内调用功能。

软中断通常很难处理，因为一些软中断可以在多个CPU上并行运行。由于这个原因，tasklets（include/linux/interrupt.h）经常使用：tasklets可以动态注册（意味着你想要多少就有多少），并且tasklet可以保证任何tasklet在任何时候只在一个CPU上运行，于此同时不同的tasklets可以并行。

ksoftirqd - softirq daemon

ksoftirqd是一个在主机处于沉重的软中断负载情况下运行的针对每个cpu的内核线程。软中断通常服务于一个硬件中断的返回，但是有可能软中断会比它们所服务的对象更快地触发。如果一个软中断正在被处理时候又一次触发，则ksoftirq服务就被触发在进程的上下文中处理这个软中断。如果ksoftirqd占用了超出了CPU时间中少量百分比，就表明主机处于严重的软中断负载中。

检查方法

  • 过查看/proc/stat文件，也可以得到中断数，及每个CPU core上的分布：

cat /proc/stat |grep intr |awk '{print $1" "$2" "$3" "$4" "$5" "$6" "$7" "$8}'

输出类似

intr 637112839981 290 0 0 0 1113 0

一般情况下，中断总数略大于软中断数。

  • 通过mpstat查看每个CPU core上softirq的开销：

mpstat -P ALL 1

输出可以看到所有CPU的负载

11:32:50 AM  CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest  %gnice   %idle
11:32:51 AM  all    1.04    0.00    1.40    0.01    0.00    0.25    0.00    0.00    0.00   97.29
11:32:51 AM    0    2.15    0.00    4.30    1.08    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   92.47
11:32:51 AM    1    1.00    0.00    4.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   95.00
11:32:51 AM    2    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00
11:32:51 AM    3    0.00    0.00    1.02    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   98.98
11:32:51 AM    4    2.13    0.00    6.38    0.00    0.00    2.13    0.00    0.00    0.00   89.36
11:32:51 AM    5    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00
11:32:51 AM    6    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00  100.00
11:32:51 AM    7    4.17    0.00    7.29    0.00    0.00    2.08    0.00    0.00    0.00   86.46
...
Average:     CPU    %usr   %nice    %sys %iowait    %irq   %soft  %steal  %guest  %gnice   %idle
Average:     all    1.24    0.01    1.34    0.00    0.00    0.27    0.00    0.00    0.00   97.15
Average:       0    2.23    0.00    2.72    0.24    0.00    0.78    0.00    0.00    0.00   94.03
Average:       1    0.45    0.00    2.15    0.06    0.00    0.23    0.00    0.00    0.00   97.12
Average:       2    0.67    0.00    0.50    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   98.83
Average:       3    7.05    0.00    1.29    0.00    0.00    0.06    0.00    0.00    0.00   91.61
Average:       4    2.87    0.00    6.78    0.00    0.00    2.64    0.00    0.00    0.00   87.70
Average:       5    0.56    0.00    0.67    0.00    0.00    0.06    0.00    0.00    0.00   98.72
Average:       6    0.28    0.00    0.34    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00    0.00   99.39
Average:       7    4.70    0.00    7.67    0.00    0.00    2.06    0.00    0.00    0.00   85.57
...

如果有非常集中的软中断，则需要处理

将软中断分布到多个cpu核

参考

Previous内核线程"migration"和CPU使用NextIRQ进程

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