linux中斷

    INT-中斷

按照CPU與中斷源(把能夠提出中斷請求的裝置和事件稱為中斷源)的位置關系可分為

内部中斷和外部中斷。

内部中斷：也稱為異常中斷，屬于非屏蔽中斷，是處理器檢測到異常情況或執行軟體

中斷指令引起的一種中斷。通常有：除法出錯中斷(INT0)、斷點中斷(INT3)、

溢出中斷(INT4)和單步執行中斷(INT1)等。異常又分為故障和陷阱。

外部中斷：也稱為硬體中斷，是由CPU外部引腳觸發的一種中斷，

分為不可屏蔽中斷NMI(INT2)和可屏蔽中斷INTR。

中斷源的優先權級别

内部中斷最高（除單步執行中斷），其次為NMI中斷，再次為INTR中斷。單步執行中斷最低

中斷響應

CPU在每條指令執行結束之後，都會去查詢有無中斷申請。

    PIC-可程式設計中斷控制器

PIC（programming interrupt controller），8259可程式設計中斷控制晶片可以管理8個中斷源，

通過級聯可以構成64個中斷向量系統

工作過程：當PIC向cpu處理器的INT引腳發送一個中斷信号時候，處理器停下所做事情

詢問PIC需要執行那個服務請求，PIC發送終端号，查詢中斷向量表，執行中斷服務程式

原理：8259A晶片可以處于程式設計狀态和操作狀态，cpu可以通過IN/OUT指令對晶片

進行初始化程式設計，還可以通過操作字指令修改中斷處理方式，完成了初始化程式設計，

晶片即進入操作狀态，此時晶片即可随時響應外部裝置提出的中斷請求

    多CPU架構演進

Symmetric Multi-Processor

SMP架構是隻多個cpu無主次，共享記憶體，總線，作業系統等，每個cpu通路記憶體任何位址

耗費時間相等，也稱為一緻存儲器通路結構

AMP架構是多個cpu分别做不同的事情，互不幹涉

Non-Uniform Memory Access

NUMA架構是非一緻存儲通路結構，多個SMP通過交換矩陣進行互聯，每個SMP有自己的記憶體，

同時還可以通路其他SMP的記憶體，但是要經過交換矩陣降低了速度，可以看出NUMA通過犧牲

記憶體的通路延時來達到更高的擴充性；缺點是CPU數量增加，通路遠端記憶體的時延也會增加，

性能不能線性增加

Massive Parallel Processing

MPP就是将多台獨立的主機組成叢集，每個節點都有自己的cpu、記憶體、作業系統，

軟體架構改變，完全松耦合，

    APIC-進階可程式設計中斷控制器

pin：引腳；vector：提供優先級和親和性綁定

在PIC和單核時代，irq，vector，pin是三合一的，就是PIC控制器的pin引腳，irq暗示

中斷優先級。進入多核時代帶來了很多問題，哪個中斷在哪個核上處理，如何保證中斷

負責均衡等。

IRQ是所有核統一編碼不重複，是中斷相關資訊的查詢碼，可以得到中斷控制器對象mpic

中斷描述符對象desc，硬體終端号等。

8259A隻适合單cpu的情況，對于SMP多cpu體系的并行，能夠把中斷傳遞給系統每個cpu

非常重要的。apic包括兩個元件：本地apic和io apic，系統最多有8個io apic負責收集

來自外部io的interrupt信号，然後按照一定規則發給loccal apic

可以調用Linux自己的優化子產品irqbalance來實作自動的優化調節，

1. 清除統計

2. 分析中斷的情況

3. 分析中斷的負載情況

4. 根據負載情況計算如何平衡中斷

5. 實施中斷親和性變更

也可以人為的将中斷進行綁定的固定的實體CPU上，中斷親和力是指将一個或多個中斷源

綁定到特定的 CPU 上運作，一旦設定了親和性，中斷就隻在特定的CPU上觸發了

指令主要用于多CPU環境下，它顯示各個可用CPU的狀态

    MSI/MSI-X Message Signaled Interrupt

沒有多根獨立的中斷PIN，它使用特殊的信号來模拟中斷PIN的置位和複位

MSI允許裝置向一段指定的MMIO位址空間寫一小段資料，然後chipset以此産生相應的中斷給CPU

PCI-E 的新标準，雖然MSI相對比較複雜一點，但它是有不少好處的：

利用寫寄存器值來觸發中斷，MSI使用了MSI Capability結構來實作中斷請求

MSI允許每個device有1，2，4，8，16或者是32個中斷

北橋被用來處理高速信号，通常處理CPU（處理器），RAM（記憶體），AGP端口或PCI Express,和南橋晶片之間的通信

南橋晶片負責I/O總線之間的通信，如PCI總線、USB、LAN、ATA

    軟中斷是soft irq

驅動中的硬中斷可能需要完成跟多工作，這時是關閉了中斷的，可能丢失外部中斷

是以linux架構，将中斷處理函數分為兩個任務，一個在中斷函數中執行，一個在軟體中斷

中執行，這時開啟中斷，可以相應外部中斷

硬體中斷處理完成後，在irq_exit中會觸發軟體中斷的處理，需要滿足兩個條件：

不是在硬體或軟體中斷處理過程中，必須有軟體中斷是pending狀态

preempt_count可以表示是否處于中斷處理或者軟體中斷處理過程中

避免軟體中斷在中斷嵌套中被調用，并且達到在單個CPU上軟體中斷不能被重入的目的

軟中斷避免中斷過程操作多丢失中斷，還要考慮時間長影響系統響應，又必須考慮優先度

__do_softirq函數就恰似在這三者之間打太極

為每個CPU啟動一個核心線程(watchdog/x)，此線程為優先級最高的實時線程，在該線程得到排程時，

會更新相應的計數(時間戳)，同時會啟動定時器，當定時器到期時檢查相應的時間戳，

如果超過指定時間，都沒有更新，則說明這段時間内都沒有發生排程(因為此線程優先級最高)，

則列印相應告警或根據配置可以進入panic流程，echo 30 > /proc/sys/kernel/watchdog_thresh 

光子產品中斷不觸發問題：

拔出光子產品沒有任何顯示，經過判斷

ixgbe_service_task        是一個timer執行

ixgbe_check_sfp_event    是在ixgbe_msix_other被調用

注冊中斷處理程式 是通過request_irq函數來完成的

err = request_irq(adapter->msix_entries[vector].vector,

              ixgbe_msix_other, 0, netdev->name, adapter);

參數1：中斷号，所申請的中斷向量，比如EXIT0中斷等定義在mach/irqs.h。

參數2：是一個函數指針，向系統登記的中斷處理函數，是一個回調函數，當中斷發生時，系統調用這個函數。

參數3：指定中斷屬性、中斷觸發方式（一般用宏定義表示）等。定義在linux/interrupt.h。

參數4：指定中斷名字，用指令 cat /proc/interrupts 可檢視系統中斷申請與使用情況。

參數5：傳入中斷處理程式的參數，可以為NULL，但在注冊共享中斷時，此參數不能為NULL。該參數可作為共享中斷時的中斷差別參數，還可以把其傳給一個結構體變量，用于儲存一個裝置的資訊，使中斷處理函數可以獲得該裝置的資訊。

傳回值：函數運作正常時傳回0，否則傳回對應錯誤的負值。