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关于ksoftirqd进程

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每个处理器都有一组辅助处理器软中断(和tasklet)的内核线程。当内核中出现大量软中断的时候,这些内核进程就会辅助处理它们。

引入ksoftirq内核线程的原因:

对于软中断,内核会选择在几个特殊时机进行处理。而在中断处理程序返回时处理是最常见的。软中断被触发的频率有时可能很高,更不利的是,处理函数有时还会 字形重复触发,那么就会导致用户空间进程无法获得足够的处理时间,因而处于饥饿状态。单纯的对重新触发的软中断采取不立即处理的策略,也无法让人接受。

最初的解决方案:

1)只要还有被触发并等待处理的软中断,本次执行就要负责处理,重新触发的软中断也在本次执行返回前被处理。这样做可以保证对内核的软中断采取即时处理的 方式,关键在于,对重新触发的软中断也会立即处理。当负载很高的时候,此时若有大量被触发的软中断,而它们本身又会重复触发。系统可能会一直处理软中断根 本不能完成其他任务。

2)不处理重新触发的软中断。在从中断返回的时候,内核和平常一样,也会检查所有挂起的软中断并处理他们。但是,任何自行重新触发的软中断不会马上处理, 它们被放到下一个软中断执行时机去处理。而这个时机通常也就是下一次中断返回的时候。可是,在比较空闲的系统中,立即处理软中断才是比较好的做法。尽管它 能保证用户空间不处于饥饿状态,但它却让软中断忍受饥饿的痛苦,而根本没有好好利用闲置的系统资源。

改进:

最终在内核中实现的方案是不会立即处理处理重新触发的软中断。而作为改进,当大量软中断出现的时候,内核会唤醒一组内核线程来处理这些负载。这些线程在最 低的优先级上运行(nice值是19),这能避免它们跟其他重要的任务抢夺资源。但它们最终肯定会被执行,所以这个折中方案能够保证在软中断负担很中的时 候用户程序不会因为得不到处理时间处于饥饿状态。相应的,也能保证”过量“的软中断终究会得到处理。

每个处理器都有一个这样的线程。所有线程的名字都叫做ksoftirq/n,区别在于n,它对应的是处理器的编号。在一个双CPU的机器上就有两个这样的 线程,分别叫做ksoftirqd/0和ksoftirqd/1。为了保证只要有空闲的处理器,它们就会处理软中断,所以给每个处理器都分配一个这样的线 程。一旦该线程被初始化,它就会执行类似下面这样的死循环:

在kernel/softirq.c中

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static int ksoftirqd(void * __bind_cpu)
{
	set_user_nice(current, 19);
	current->flags |= PF_NOFREEZE;
	set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
	while (!kthread_should_stop()) {
		preempt_disable();
		if (!local_softirq_pending()) {
			preempt_enable_no_resched();
			schedule();
			preempt_disable();
		}
		__set_current_state(TASK_RUNNING);
		while (local_softirq_pending()) {
			/* Preempt disable stops cpu going offline.
				If already offline, we'll be on wrong CPU:
				don't process */
			if (cpu_is_offline((long)__bind_cpu))
				goto wait_to_die;
			do_softirq();
			preempt_enable_no_resched();
			cond_resched();
			preempt_disable();
		}
		preempt_enable();
		set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
	}
	__set_current_state(TASK_RUNNING);
	return 0;
wait_to_die:
	preempt_enable();
	/* Wait for kthread_stop */
	set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
	while (!kthread_should_stop()) {
		schedule();
		set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
	}
	__set_current_state(TASK_RUNNING);
	return 0;
}

只要有待处理的软中断(由softirq_pending()函数负责发现),ksoftirq就会调用do_softirq去处理它们。通过重复执行这 样的操作,重新触发的软中断也会被执行。如果有必要,每次迭代后都会调用schedule()以便让更重要的进程得到处理机会。当所有需要执行的操作都完 成以后,该内核线程将自己设置为TASK_INTERRUPTIBLE状态,唤起调度程序选择其他可执行进程投入运行。

只要do_softirq()函数发现已经执行过的内核线程重新触发了它自己,软中断内核线程就会被唤醒.