linux中斷服務實時性

Ⅰ linux 時鍾中斷 哪個定時器

一． Linux的硬體時間
PC機中的時間有三種硬體時鍾實現，這三種都是基於晶振產生的方波信號輸入。這三種時鍾為：（1）實時時鍾RTC ( Real Time Clock) （2）可編程間隔器PIT(Programmable Interval Timer )（3）時間戳計數器TSC(Time Stamp Clock)
1. 實時時鍾 RTC
用於長時間存放系統時間的設備，即時關機後也可依靠主板CMOS電池繼續保持系統的計時，原理圖如下：

Note: Linux與RTC的關系是,當Linux啟動時從RTC讀取時間和日期的基準值，然後在Kernel運行期間便拋開RTC，以軟體的形式維護系統的時間日期，並在適當時機由Kernel將時間寫回RTC Register.
1.1 RTC Register
(1). 時鍾與日歷Register
共10個，地址：0x00-0x09,分別用於保存時間日歷的具體信息，詳情如下：
00 Current Second for RTC
01 Alarm Second
02 Current Minute
03 Alarm Minute
04 Current Hour
05 Alarm Hour
06 Current Day of Week(1=Sunday)
07 Current Date of Month
08 Current Month
09 Current Year
(2).狀態和控制Register
共四個，地址：0x0a-0x0d,控制RTC晶元的工作方式，並表示當前狀態。
l 狀態RegisterA , 0x0A 格式如下：
bit［7］——UIP標志（Update in Progress），為1表示RTC正在更新日歷寄存器組中的值，此時日歷寄存器組是不可訪問的（此時訪問它們將得到一個無意義的漸變值）。
bit［6：4］——這三位是用來定義RTC的操作頻率。各種可能的值如下：

DV2 DV1 DV0
0 0 0 4.194304 MHZ
0 0 1 1.048576 MHZ
0 1 0 32.769 KHZ
1 1 0/1 任何
PC機通常設置成「010」。
bit［3：0］——速率選擇位（Rate Selection bits），用於周期性或方波信號輸出。
RS3 RS2 RS1 RS0 周期性中斷 方波 周期性中斷 方波
0 0 0 0 None None None None
0 0 0 1 30.517μs 32.768 KHZ 3.90625ms 256 HZ
0 0 1 0 61.035μs 16.384 KHZ
0 0 1 1 122.070μs 8.192KHZ
0 1 0 0 244.141μs 4.096KHZ
0 1 0 1 488.281μs 2.048KHZ
0 1 1 0 976.562μs 1.024KHZ
0 1 1 1 1.953125ms 512HZ
1 0 0 0 3.90625ms 256HZ
1 0 0 1 7.8125ms 128HZ
1 0 1 0 15.625ms 64HZ
1 0 1 1 31.25ms 32HZ
1 1 0 0 62.5ms 16HZ
1 1 0 1 125ms 8HZ
1 1 1 0 250ms 4HZ
1 1 1 1 500ms 2HZ
PC機BIOS對其默認的設置值是「0110」
l 狀態Register B , 0x0B 格式如下：
bit［7］——SET標志。為1表示RTC的所有更新過程都將終止，用戶程序隨後馬上對日歷寄存器組中的值進行初始化設置。為0表示將允許更新過程繼續。
bit［6］——PIE標志，周期性中斷enable標志。
bit［5］——AIE標志，告警中斷enable標志。
bit［4］——UIE標志，更新結束中斷enable標志。
bit［3］——SQWE標志，方波信號enable標志。
bit［2］——DM標志，用來控制日歷寄存器組的數據模式，0＝BCD，1＝BINARY。BIOS總是將它設置為0。
bit［1］——24／12標志，用來控制hour寄存器，0表示12小時制，1表示24小時制。PC機BIOS總是將它設置為1。
bit［0］——DSE標志。BIOS總是將它設置為0。
l 狀態Register C，0x0C 格式如下：
bit［7］——IRQF標志，中斷請求標志，當該位為1時，說明寄存器B中斷請求 發生。
bit［6］——PF標志，周期性中斷標志，為1表示發生周期性中斷請求。
bit［5］——AF標志，告警中斷標志，為1表示發生告警中斷請求。
bit［4］——UF標志，更新結束中斷標志，為1表示發生更新結束中斷請求。
l 狀態Register D，0x0D 格式如下：
bit［7］——VRT標志（Valid RAM and Time），為1表示OK，為0表示RTC 已經掉電。
bit［6：0］——總是為0，未定義。
2.可編程間隔定時器 PIT
每個PC機中都有一個PIT，以通過IRQ0產生周期性的時鍾中斷信號,作為系統定時器 system timer。當前使用最普遍的是Intel 8254 PIT晶元，它的I/O埠地址是0x40~0x43。
Intel 8254 PIT有3個計時通道，每個通道都有其不同的用途：
（1） 通道0用來負責更新系統時鍾。每當一個時鍾滴答過去時，它就會通過IRQ0向 系統 產生一次時鍾中斷。
（2） 通道1通常用於控制DMAC對RAM的刷新。
（3） 通道2被連接到PC機的揚聲器，以產生方波信號。
每 個通道都有一個向下減小的計數器，8254 PIT的輸入時鍾信號的頻率是1.193181MHZ，也即一秒鍾輸入1193181個clock-cycle。每輸入一個clock-cycle其時間 通道的計數器就向下減1，一直減到0值。因此對於通道0而言，當他的計數器減到0時，PIT就向系統產生一次時鍾中斷，表示一個時鍾滴答已經過去了。計數 器為16bit,因此所能表示的最大值是65536，一秒內發生的滴答數是：1193181/65536=18.206482.
PIT的I/O埠：
0x40 通道0 計數器 Read/Write
0X41 通道1計數器 Read/Write
0X42 通道2計數器 Read/Write
0X43 控制字 Write Only
Note: 因PIT I/O埠是8位，而PIT相應計數器是16位，因此必須對PIT計數器進行兩次讀寫。
8254 PIT的控制寄存器（0X43）的格式如下：
bit[7:6] — 通道選擇位：00 ，通道0；01，通道1；10，通道2；11，read-back command,僅8254。
bit[5:4] – Read/Write/Latch鎖定位，00,鎖定當前計數器以便讀取計數值；01，只讀高位元組；10，只讀低位元組；11，先高後低。
bit[3:1] – 設定各通道的工作模式。
000 mode0 當通道處於count out 時產生中斷信號,可用於系統定時
001 mode1 Hardware retriggerable one-shot
010 mode2 Rate Generator。產生實時時鍾中斷,通道0通常工作在這個模式下
011 mode3 方波信號發生器
100 mode4 Software triggered strobe
101 mode5 Hardware triggered strobe
3. 時間戳計數器 TSC
從Pentium開始，所有的Intel 80x86 CPU就都包含一個64位的時間戳記數器（TSC）的寄存器。該寄存器實際上是一個不斷增加的計數器，它在CPU的每個時鍾信號到來時加1（也即每一個clock-cycle輸入CPU時，該計數器的值就加1）。
匯編指令rdtsc可以用於讀取TSC的值。利用CPU的TSC，操作系統通常可以得到更為精準的時間度量。假如clock-cycle的頻率是400MHZ，那麼TSC就將每2.5納秒增加一次。
二． Linux時鍾中斷處理程序
1． 幾個概念
（1）時鍾周期（clock cycle）的頻率：8253／8254 PIT的本質就是對由晶體振盪器產生的時鍾周期進行計數，晶體振盪器在1秒時間內產生的時鍾脈沖個數就是時鍾周期的頻率。Linux用宏 CLOCK_TICK_RATE來表示8254 PIT的輸入時鍾脈沖的頻率（在PC機中這個值通常是1193180HZ），該宏定義在include/asm-i386/timex.h頭文件中
#define CLOCK_TICK_RATE 1193180 kernel=2.4 &2.6

（2）時鍾滴答（clock tick）：當PIT通道0的計數器減到0值時，它就在IRQ0上產生一次時鍾中斷，也即一次時鍾滴答。PIT通道0的計數器的初始值決定了要過多少時鍾周期才產生一次時鍾中斷，因此也就決定了一次時鍾滴答的時間間隔長度。
（3）時鍾滴答的頻率（HZ）：1秒時間內PIT所產生的時鍾滴答次數。 這個值也由PIT通道0的計數器初值決定的.Linux內核用宏HZ來表示時鍾滴答的頻率，而且在不同的平台上HZ有不同的定義值。對於ALPHA和 IA62平台HZ的值是1024，對於SPARC、MIPS、ARM和i386等平台HZ的值都是100。該宏在i386平台上的定義如下 （include/asm-i386/param.h）：
#define HZ 100 kernel=2.4
#define HZ CONFIG_HZ kernel=2.6

（4）宏LATCH：定義要寫到PIT通道0的計數器中的值，它表示PIT將隔多少個時鍾周期產生一次時鍾中斷。公式計算：
LATCH＝（1秒之內的時鍾周期個數）÷（1秒之內的時鍾中斷次數）＝（CLOCK_TICK_RATE）÷（HZ）
定義在<include/linux/timex.h>
#define LATCH ((CLOCK_TICK_RATE + HZ/2) / HZ)
(5)全局變數jiffies:用於記錄系統自啟動以來產生的滴答總數。啟動時，kernel將該變數初始為0，每次時鍾中斷處理程序timer_interrupt()將該變數加1。因為一秒鍾內增加的時鍾中斷次數等於Hz，所以jiffies一秒內增加的值也是Hz。由此可得系統運行時間是jiffies/Hz 秒。
jiffies定義於<linux/jiffies.h>中：
extern unsigned long volatile jiffies;
Note:在kernel 2.4，jiffies是32位無符號數；kernel 2.6，jiffies是64位無符號數。
（6）全局變數xtime: 結構類型變數，用於表示當前時間距UNIX基準時間1970-01-01 00：00：00的相對秒數值。當系統啟動時，Kernel通過讀取RTC Register中的數據來初始化系統時間（wall_time）,該時間存放在xtime中。
void __init time_init (void) {
... ...
xtime.tv_sec = get_cmos_time ();
xtime.tv_usec = 0;
... ... }
Note：實時時鍾RTC的最主要作用便是在系統啟動時用來初始化xtime變數。
2.Linux的時鍾中斷處理程序
Linux下時鍾中斷處理由time_interrupt() 函數實現，主要完成以下任務：
l 獲得xtime_lock鎖，以便對訪問的jiffies_64 (kernel2.6)和 xtime進行保護
l 需要時應答或重新設置系統時鍾。
l 周期性的使用系統時間（wall_time）更新實時時鍾RTC
l 調用體系結構無關的時鍾常式：do_timer()。
do_timer()主要完成以下任務：
l 更新jiffies；
l 更新系統時間（wall_time）,該時間存放在xtime變數中
l 執行已經到期的動態定時器
l 計算平均負載值
void do_timer(unsigned long ticks)
{
jiffies_64 += ticks;
update_process_times(user_mode(regs));
update_times (ticks);
}
static inline void update_times(unsigned long ticks)
{
update_wall_time ();
calc_load (ticks);
}
time_interrupt ()：

static void timer_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs) {
int count;
write_lock (&xtime_lock); //獲得xtime_lock鎖

if(use_cyclone)
mark_timeoffset_cyclone();
else if (use_tsc) {
rdtscl(last_tsc_low); //讀TSC register到last_tsc_low
spin_lock (&i8253_lock); //對自旋鎖i8253_lock加鎖，對8254PIT訪問
outb_p (0x00, 0x43);

count = inb_p(0x40);
count |= inb(0x40) << 8;
if (count > LATCH) {
printk (KERN_WARNING "i8253 count too high! resetting../n");
outb_p (0x34, 0x43);
outb_p (LATCH & 0xff, 0x40);
outb(LATCH >> 8, 0x40);
count = LATCH - 1;
}
spin_unlock (&i8253_lock);

if (count = = LATCH) {
count- -;
}

count = ((LATCH-1) - count) * TICK_SIZE;
delay_at_last_interrupt = (count + LATCH/2) / LATCH;
} //end use_tsc
do_timer_interrupt (irq, NULL, regs);
write_unlock(&xtime_lock);
}//end time_interrupt

do_timer_interrupt():
static inline void do_timer_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
{
……
do_timer(regs);
if((time_status & STA_UNSYNC)= =0&&xtime.tv_sec> last_rtc_update + 660 && xtime.tv_usec >= 500000 - ((unsigned) tick) / 2 && xtime.tv_usec <= 500000 + ((unsigned) tick) / 2) {
if (set_rtc_mmss(xtime.tv_sec) == 0)
last_rtc_update = xtime.tv_sec;
else
last_rtc_update = xtime.tv_sec - 600;
……
}
do_timer_interrupt()主要完成：調用do_timer()和判斷是否需要更新CMOS時鍾。更新CMOS時鍾的條件如下：三個須同時成立
1.系統全局時間狀態變數time_status中沒有設置STA_UNSYNC標志，即Linux沒有設置外部同步時鍾（如NTP）
2.自從上次CMOS時鍾更新已經過去11分鍾。全局變數last_rtc_update保存上次更新CMOS時鍾的時間.
3.由於RTC存在Update Cycle，因此應在一秒鍾間隔的中間500ms左右調用set_rtc_mmss()函數，將當前時間xtime.tv_sec寫回RTC中。
Note. Linux kernel 中定義了一個類似jiffies的變數wall_jiffies，用於記錄kernel上一次更新xtime時，jiffies的值。

Summary： Linux kernel在啟動時，通過讀取RTC里的時間日期初始化xtime，此後由kernel通過初始PIT來提供軟時鍾。
時鍾中斷處理過程可歸納為：系統時鍾system timer在IRQ0上產生中斷；kernel調用time_interrupt()；time_interrupt()判斷系統是否使用TSC，若使用 則讀取TSC register;然後讀取PIT 通道0的計數值；調用do_time_interrupt(),實現系統時間更新.

Ⅱ 如何測試嵌入式linux系統中斷延遲時間

在中斷服來務程序中翻轉自一個GPIO的輸出狀態，用示波器測量此GPIO的輸出波形並且測量頻率，這個是測量中斷調用頻度的。
如果要測量中斷的處理時間，則可以在進入中斷服務程序時設置GPIO狀態，退出時再設回來，用示波器可測量執行時間。

Ⅲ linux是 實時操作系統還是分時操作系統

分時操作系統，但可以通過內核的進程調度和中斷機制實現軟實時。
網路：實時操作系統http://ke..com/view/880784.htm
網路：分時操作系統http://ke..com/view/18308.htm
如果樓主對Linux操作系統的機制比較感興趣的話，建議樓主買一本《linux內核設計與實現》或者網上下一本，最新的是第三版的，里頭有講詳細的內核工作機制，非常適合初學者閱讀。

Ⅳ 如何查看linux軟中斷信息

先說說環境1.硬體:DELL R410
2.網卡:板載1000M BCM5709
2.OS: RHEL 5.5 x86_64
3.KERNEL: 2.6.18-194.el5
所出現的問題
1.網卡毫無徵兆的down掉，而且沒有任何log信息
2.當流量增大時，不到理論上限的1/3時機器出現網路延遲嚴重，伴隨大量的丟包
3.機器的cpu軟中斷不均衡，只有1個cpu處理軟中斷，並且該cpu的軟中斷周期性的達到100%
4.內外網網卡做nat丟包數據量不一致，差別很大，不在同一個數量級
想必第一個問題，大部分使用bcm網卡，rhel 5.3以後得機器都會遇到這種情況，網上的資料比較的多，我也不多啰嗦了，直接升級網卡驅動就可以解決了。第二，三，四其實是同一個問題都是由於網卡中斷過多，cpu處理不過來(准確的說，cpu分配不均衡，導致只有一個cpu處理，處理不過來)，引起丟包，那麼為什麼兩個網卡丟包的數量級不一樣呢，下面從原理上進行解釋，既然是做nat多出口，那麼就有大量的路由信息，是一個網路應用，當一個數據包請求nat時，數據包先被網卡驅動的數據接收，網卡收到數據時，觸發中斷。在中斷執行常式中，把skb掛入輸入隊列，並觸發軟中斷。稍後的某個時刻，當軟中斷執行時，再從該隊列中把skb取下來，投遞給上層協議。

Ⅳ Linux-怎麼理解軟中斷

中斷是系統用來響應硬體設備請求的一種機制，它會打斷進程的正常調度和執行，然後調用內核中的中斷處理程序來響應設備的請求。

你可能要問了，為什麼要有中斷呢？我可以舉個生活中的例子，讓感受一下中斷的魅力。

比如你訂了一份外賣，但是不確定外賣什麼時候送到，也沒有別的方法了解外賣的進度，但是，配送員送外賣是不等人的，到了你這兒沒人取的話，就直接走人了，所以你只能苦苦等著，時不時去門口看看外賣送到沒，而不能幹其他事情。

不過呢，如果在訂外賣的時候，你就跟配送員約定好，讓他送到後給你打個電話，那你就不用苦苦等待了，就可以去忙別的事情，直到電話一響，接電話、取外賣就可以了。

這里的「打電話」，其實就是一個中斷。沒接到電話的時候，你可以做其他的事情；只有接到了電話（也就是發生中斷），你才要進行另一個動作：取外賣。

這個例子你就可以發現， 中斷其實是一種非同步的事件處理機制，可以提高系統的並發處理能力。

由於中斷處理程序會打斷其他進程的運行，所以， 為了減少對正常進程運行調度的影響，中斷處理程序就需要盡可能快地運行。 如果中斷本身要做的事情不多，那麼處理起來也不會有太大問題；但如果中斷要處理的事情很多，中斷服務程序就有可能要運行很長時間。

特別是，中斷處理程序在響應中斷時，還會臨時關閉中斷。這就會導致上一次中斷處理完成之前，其他中斷都不能響應，也就是說中斷有可能會丟失。

那麼還是以取外賣為例。假如你訂了 2 份外賣，一份主食和一份飲料，並且是由 2 個不同的配送員來配送。這次你不用時時等待著，兩份外賣都約定了電話取外賣的方式。但是，問題又來了。

當第一份外賣送到時，配送員給你打了個長長的電話，商量發票的處理方式。與此同時，第二個配送員也到了，也想給你打電話。

但是很明顯，因為電話占線（也就是關閉了中斷響應），第二個配送員的電話是打不通的。所以，第二個配送員很可能試幾次後就走掉了（也就是丟失了一次中斷）。

如果你弄清楚了「取外賣」的模式，那對系統的中斷機制就很容易理解了。事實上，為了解決中斷處理程序執行過長和中斷丟失的問題，Linux 將中斷處理過程分成了兩個階段，也就是 上半部和下半部：

比如說前面取外賣的例子，上半部就是你接聽電話，告訴配送員你已經知道了，其他事兒見面再說，然後電話就可以掛斷了；下半部才是取外賣的動作，以及見面後商量發票處理的動作。

這樣，第一個配送員不會佔用你太多時間，當第二個配送員過來時，照樣能正常打通你的電話。

除了取外賣，我再舉個最常見的網卡接收數據包的例子，讓你更好地理解。

網卡接收到數據包後，會通過 硬體中斷 的方式，通知內核有新的數據到了。這時，內核就應該調用中斷處理程序來響應它。你可以自己先想一下，這種情況下的上半部和下半部分別負責什麼工作呢？

對上半部來說，既然是快速處理，其實就是要把網卡的數據讀到內存中，然後更新一下硬體寄存器的狀態（表示數據已經讀好了），最後再發送一個 軟中斷 信號，通知下半部做進一步的處理。

而下半部被軟中斷信號喚醒後，需要從內存中找到網路數據，再按照網路協議棧，對數據進行逐層解析和處理，直到把它送給應用程序。

所以，這兩個階段你也可以這樣理解：

實際上，上半部會打斷 CPU 正在執行的任務，然後立即執行中斷處理程序。而下半部以內核線程的方式執行，並且每個 CPU 都對應一個軟中斷內核線程，名字為 「ksoftirqd/CPU 編號」，比如說， 0 號 CPU 對應的軟中斷內核線程的名字就是 ksoftirqd/0。

不過要注意的是，軟中斷不只包括了剛剛所講的硬體設備中斷處理程序的下半部，一些內核自定義的事件也屬於軟中斷，比如內核調度和 RCU 鎖（Read-Copy Update 的縮寫，RCU 是 Linux 內核中最常用的鎖之一）等。

不知道你還記不記得，前面提到過的 proc 文件系統。它是一種內核空間和用戶空間進行通信的機制，可以用來查看內核的數據結構，或者用來動態修改內核的配置。其中：

運行下面的命令，查看 /proc/softirqs 文件的內容，你就可以看到各種類型軟中斷在不同 CPU 上的累積運行次數：

在查看 /proc/softirqs 文件內容時，你要特別注意以下這兩點。
第一，要注意軟中斷的類型，也就是這個界面中第一列的內容。從第一列你可以看到，軟中斷包括了 10 個類別，分別對應不同的工作類型。比如 NET_RX 表示網路接收中斷，而 NET_TX 表示網路發送中斷。

第二，要注意同一種軟中斷在不同 CPU 上的分布情況，也就是同一行的內容。正常情況下，同一種中斷在不同 CPU 上的累積次數應該差不多。比如這個界面中，NET_RX 在 CPU0 和 CPU1 上的中斷次數基本是同一個數量級，相差不大。

不過你可能發現，TASKLET 在不同 CPU 上的分布並不均勻。TASKLET 是最常用的軟中斷實現機制，每個 TASKLET 只運行一次就會結束 ，並且只在調用它的函數所在的 CPU 上運行。

因此，使用 TASKLET 特別簡便，當然也會存在一些問題，比如說由於只在一個 CPU 上運行導致的調度不均衡，再比如因為不能在多個 CPU 上並行運行帶來了性能限制。

另外，剛剛提到過，軟中斷實際上是以內核線程的方式運行的，每個 CPU 都對應一個軟中斷內核線程，這個軟中斷內核線程就叫做 ksoftirqd/CPU 編號。那要怎麼查看這些線程的運行狀況呢？

其實用 ps 命令就可以做到，比如執行下面的指令：

注意，這些線程的名字外面都有中括弧，這說明 ps 無法獲取它們的命令行參數（cmline）。一般來說，ps 的輸出中，名字括在中括弧里的，一般都是內核線程。

Linux 中的中斷處理程序分為上半部和下半部：
上半部對應硬體中斷，用來快速處理中斷。
下半部對應軟中斷，用來非同步處理上半部未完成的工作。

Linux 中的軟中斷包括網路收發、定時、調度、RCU 鎖等各種類型，可以通過查看 /proc/softirqs 來觀察軟中斷的運行情況。

Ⅵ Linux中斷與定時器

所謂中斷是指CPU在執行程序的過程中，出現了某些突發事件急待處理，CPU必須暫停當前程序的執行，轉去處理突發事件，處理完畢後又返回原程序被中斷的位置繼續執行。根據中斷的來源，中斷可分為內部中斷和外部中斷，內部中斷的中斷源來自CPU內部（軟體中斷指令、溢出、除法錯誤等，例如，操作系統從用戶態切換到內核態需藉助CPU內部的軟體中斷），外部中斷的中斷源來自CPU外部，由外設提出請求。根據中斷是否可以屏蔽，中斷可分為可屏蔽中斷與不可屏蔽中斷（NMI），可屏蔽中斷可以通過設置中斷控制器寄存器等方法被屏蔽，屏蔽後，該中斷不再得到響應，而不可屏蔽中斷不能被屏蔽。
根據中斷入口跳轉方法的不同，中斷可分為向量中斷和非向量中斷。採用向量中斷的CPU通常為不同的中斷分配不同的中斷號，當檢測到某中斷號的中斷到來後，就自動跳轉到與該中斷號對應的地址執行。不同中斷號的中斷有不同的入口地址。非向量中斷的多個中斷共享一個入口地址，進入該入口地址後，再通過軟體判斷中斷標志來識別具體是哪個中斷。也就是說，向量中斷由硬體提供中斷服務程序入口地址，非向量中斷由軟體提供中斷服務程序入口地址。
嵌入式系統以及x86PC中大多包含可編程中斷控制器（PIC），許多MCU內部就集成了PIC。如在80386中，PIC是兩片i8259A晶元的級聯。通過讀寫PIC的寄存器，程序員可以屏蔽/使能某中斷及獲得中斷狀態，前者一般通過中斷MASK寄存器完成，後者一般通過中斷PEND寄存器完成。定時器在硬體上也依賴中斷來實現，典型的嵌入式微處理器內可編程間隔定時器（PIT）的工作原理，它接收一個時鍾輸入，當時鍾脈沖到來時，將目前計數值增1並與預先設置的計數值（計數目標）比較，若相等，證明計數周期滿，並產生定時器中斷且復位目前計數值。

Ⅶ 關於linux 軟中斷對網卡性能的影響以及優化

首先，要對軟中斷有一個認識，程序運行後，操作系統會發送程序需要的一些cpu指令到某個cpu，扔給CPU的這個過程是非同步的，cpu獲得指令後操作完成會觸發一個硬中斷，並且把操作的結果保存在寄存器，之後linux內核會啟動ksofttrip進程去，來獲取操作結果，這個動作就叫做軟中斷。
linux默認會起n個ksofttrip進程，n等於cpu的個數，ksofttrip是死循環，只要有軟中斷，它就會一直去獲取，n個ksoftrip獲取源是一樣的，為什麼要起n個進程呢？就是為了 ，當某個cpu空閑，哪個就去跑。通常操作系統里它的進程名是 ksoftrip/n ,n是對應的cpu的編號，ksoft進程跟cpu是一對一綁定的。
現在來說說網卡的性能問題，要想優化，首先你的網卡必須是多通道隊列的。那如何知道你的網卡是否是多隊列的呢？ 通過cat /proc/interrept |grep eth0|wc -l 可以看到網卡通道隊列的數量.
現在來來說說優化方案，為什麼要優化，因為linux默認情況所有的網卡的軟中斷都是的cpu0，所以加入你的ksoftrip/0總是跑滿,就說明可能是網卡問題了。

方案1 ，SMP IRQ affinity技術
說白了，就是信號量分布技術，把特定信號量的處理放到固定的cpu上，每個網卡的通道隊列都有一個自己的信號量。
首先查看所有網卡通道隊列的信號量，方法 cat/proc/interrept |grep eth0
每行最開頭的數字「n:」就是信號量，在/proc/irq/下面可以找到對應的以信號量命名的目錄
找完了之後，可以進行信號量綁定了，在/proc/irq/n/下面有兩個文件，分別是smp_affinity跟smp_affinity_list, 這兩個是文件的內容是對應的，smp_affinity里是通過bitmask演算法綁定cpu，smp_affinity_list是通過數字指定cpu編號的方法，例如 cpu0，文件里就是「0」,如果是cpu1跟2就是「1,2」
！！重點來了，雖然默認裡面填寫的是多個，但是！！！但是它只跑在綁定cpu中的第一個！！！坑啊！！！
所以，你要做的就是單獨綁定每一個網卡的通道隊列。
直接echo "1" >/proc/irq/ (cpu1的信號量)/snmp_affinity_list
echo "3" >/proc/irq/$(cpu2的信號量)/snmp_affinity_list

這個是最快速的解決方案，提升效率顯著啊！！！

升級方案2，在方案1基礎之上，RPS/RFS技術
此技術大家可以查網上，文章很多，優化效果是，單個網卡通道隊列的軟中斷會平均到所有cpu上，並且會優化為，中斷落在發出中斷的程序所在的那個cpu上，這樣節省了cpu cache。

壞消息是對單隊列網卡而言，「smp_affinity」和「smp_affinity_list」配置多CPU無效。

好消息是Linux支持RPS，通俗點來說就是在軟體層面模擬實現硬體的多隊列網卡功能。

首先看看如何配置RPS，如果CPU個數是 8 個的話，可以設置成 ff：

shell> echo ff > /sys/class/net/eth0/queues/rx-0/rps_cpus

接著配置內核參數rps_sock_flow_entries（官方文檔推薦設置： 32768）：

shell> sysctl net.core.rps_sock_flow_entries=32768

最後配置rps_flow_cnt，單隊列網卡的話設置成rps_sock_flow_entries即可：

echo 32768 > /sys/class/net/eth0/queues/rx-0/rps_flow_cnt

說明：如果是多隊列網卡，那麼就按照隊列數量設置成 rps_sock_flow_entries / N 。

Ⅷ 海康linux 斷電後 服務中斷了

服務中斷有兩方面（硬體、軟體）；軟體，其他能顯示，那說明這幾個可能設置出問題（方法：檢查設置）；硬體方面，主要原因有線路中斷、硬體老化等，需要設備實地檢查。
致力於物聯網產品研發製造以及整套解決方案的提供，產品廣泛應用於智慧交通、智慧工地、物資管理、金融管理、圖書檔案、生產製造、倉儲物流、防偽溯源、跟蹤定位等領域。

Ⅸ Linux如何及時響應外部中斷

FPGA每隔100us給運行linux的ARM一個中斷，要求在20us內響應中斷，並讀走2000*16bit的數據。
目前主要的問題是，當系統同時發生多個中斷時，會嚴重影響linux對FPGA中斷的響應時間。如何解決？

1、首先想到了ARM的FIQ，它可以打斷IRQ中斷服務程序，保證對外部FIQ的及時響應。但是發現linux只實現了IRQ，沒有顯示FIQ。
linux是從devicetree讀取中斷號，加入中斷向量表的。

interrupts = <0x0 0x32 0x0>;中的第一個欄位0表示非共享中斷，非零表示共享中斷，SDK產生的dts統一為0，此時第二欄位的值比XPS中的小32；如果第一欄位非零，則第二欄位比XPS小16.
最後欄位表示中斷的觸發方式。
IRQ_TYPE_EDGE_RISING =0x00000001,
IRQ_TYPE_EDGE_FALLING =0x00000002,
IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH =0x00000004,
IRQ_TYPE_LEVEL_LOW =0x00000008,
很明顯，devicetree根本沒有提供通知linux有FIQ的渠道。
2、再來看linux的IRQ
linux的中斷分為上半部和下半部，上半部運行在IRQ模式，會屏蔽所有中斷，下半部運行在SVC模式，會重新打開中斷。
也就是說，當一個中斷的上半部正在運行時（不能再次響應中斷），FPGA的中斷是不能被linux響應的；
反過來，當FPGA中斷的上半部正在運行時（不能再次響應中斷），其他的中斷也不能被linux響應；
unsigned long flags;
...
local_irq_save(flags);
....

local_irq_restore(flags);

3.
ARM有七種模式，我們這里只討論SVC、IRQ和FIQ模式。
我們可以假設ARM核心有兩根中斷引腳（實際上是看不見的），一根叫 irq pin, 一根叫fiq pin.
在ARM的cpsr中，有一個I位和一個F位，分別用來禁止IRQ和FIQ的。
先不說中斷控制器，只說ARM核心。正常情況下，ARM核都只是機械地隨著pc的指示去做事情，當CPSR中的I和F位為1的時候，IRQ和FIQ全部處於禁止狀態。無論你在irq
pin和fiq pin上面發什麼樣的中斷信號，ARM是不會理你的，你根本不能打斷他，因為他耳聾了，眼也瞎了。
在I位和F位為0的時候，當irq
pin上有中斷信號過來的時候，就會打斷arm的當前工作，並且切換到IRQ模式下，並且跳到相應的異常向量表（vector)位置去執行代碼。這個過程是自動的，但是返回到被中斷打斷的地方就得您親自動手了。當你跳到異常向量表，處於IRQ的模式的時候，這個時候如果irq
pin上面又來中斷信號了，這個時候ARM不會理你的，irq
pin就跟秘書一樣，ARM核心就像老闆，老闆本來在做事，結果來了一個客戶，秘書打斷它，讓客戶進去了。而這個時候再來一個客戶，要麼秘書不斷去敲門問，要麼客戶走人。老闆第一個客戶沒有會見完，是不會理你的。
但是有一種情況例外，當ARM處在IRQ模式，這個時候fiq pin來了一個中斷信號，fiq
pin是什麼？是快速中斷呀，比如是公安局的來查刑事案件，那才不管你老闆是不是在會見客戶，直接打斷，進入到fiq模式下，並且跳到相應的fiq的異常向量表處去執行代碼。那如果當ARM處理FIQ模式，fiq
pin又來中斷信號，又就是又一批公安來了，那沒戲，都是執法人員，你打不斷我。那如果這個時候irq
pin來了呢？來了也不理呀，正在辦案，還敢來妨礙公務。
所以得出一個結論： IRQ模式只能被FIQ模式打斷，FIQ模式下誰也打不斷。
在打不斷的情況下，irq pin 或 fiq pin隨便你怎麼發中斷信號，都是白發。
所以除了fiq能打斷irq以外，根本沒有所謂中斷嵌套的情況。
Linux不用FIQ,只用到了IRQ。但是我們有時候一個中斷需要處理很長時間，那我們就需要佔用IRQ模式那麼長的時間嗎？沒有，linux在IRQ模式下只是簡單的記錄是什麼中斷，馬上就切換回了SVC模式，換句話說，Linux的中斷處理都是在SVC模式下處理的。
只不過SVC模式下的ISR上半部關閉了當前中斷線，下半部才重新打開

Ⅹ linux是實時還是分時操作系統，什麼是實時操作系統，什麼是分時操作系統他們的區別是什麼

Linux是分時操作系統。

Linux是一套免費使用和自由傳播的類Unix操作系統，是一個基於POSIX和UNIX的多用戶、多任務、支持多線程和多CPU的操作系統。它能運行主要的UNIX工具軟體、應用程序和網路協議。它支持32位和64位硬體。

實時操作系統（RTOS）是指當外界事件或數據產生時，能夠接受並以足夠快的速度予以處理，其處理的結果又能在規定的時間之內來控制生產過程或對處理系統做出快速響應，調度一切可利用的資源完成實時任務，並控制所有實時任務協調一致運行的操作系統。提供及時響應和高可靠性是其主要特點。

分時操作系統是使一台計算機採用時間片輪轉的方式同時為幾個、幾十個甚至幾百個用戶服務的一種操作系統。

區別：

1、交互性不同。

實時信息處理系統具有交互性，但僅限於訪問系統中某些特定的專用服務程序。

分時系統能向終端用戶提供數據處理服務、資源共享等服務。

2、可靠性要求不同。

分時系統要求系統可靠。

實時系統則要求系統高度可靠。因為任何差錯都可能帶來巨大的經濟損失甚至無法預料的災難性後果。

3、多路性表現不同。

實時控制系統，其多路性主要表現在經常對多路的現場信息進行採集以及對多個對象或多個執行機構進行控制。

分時系統具有多路性，系統按分時原則為多個終端用戶服務；

(10)linux中斷服務實時性擴展閱讀：

基本思想

Linux的基本思想有兩點：

1、一切都是文件；

2、每個軟體都有確定的用途。

其中第一條詳細來講就是系統中的所有都歸結為一個文件，包括命令、硬體和軟體設備、操作系統、進程等等對於操作系統內核而言，都被視為擁有各自特性或類型的文件。至於說Linux是基於Unix的，很大程度上也是因為這兩者的基本思想十分相近。