Linux中断机制详解：硬中断、软中断和中断处理机制

Linux 中断机制详解 Linux 中断机制是指在 CPU 正常运行期间，由于内外部事件或由程序预先安排的事件引起的 CPU 暂时停止正在运行的程序，转而为该内部或外部事件或预先安排的事件服务的程序中去，服务完毕后再返回去继续运行被暂时中断的程序。 中断机制是一种异步的事件处理机制，可以提高系统的并发处理能力。Linux 将中断处理过程分成了两个阶段，也就是上半部和下半部。上半部用来快速处理中断，它在中断禁止模式下运行，主要处理跟硬件紧密相关的或时间敏感的工作。下半部用来延迟处理上半部未完成的工作，通常以内核线程的方式运行。 在 Linux 中，中断可以分为两类：硬中断和软中断。硬中断是由硬件产生的，比如，像磁盘、网卡、键盘、时钟等。每个设备或设备集都有它自己的 IRQ（中断请求）。基于 IRQ，CPU 可以将相应的请求分发到对应的硬件驱动上。硬中断可以直接中断 CPU，引起内核中相关的代码被触发。 软中断仅与内核相关，由当前正在运行的进程所产生。通常，软中断是一些对 I/O 的请求，这些请求会调用内核中可以调度 I/O 发生的程序。软中断并不会直接中断 CPU，也只有当前正在运行的代码（或进程）才会产生软中断。这种中断是一种需要内核为正在运行的进程去做一些事情（通常为 I/O）的请求。 在 Linux 中，proc 文件系统是一种内核空间和用户空间进行通信的机制，可以用来查看内核的数据结构，或者用来动态修改内核的配置。/proc/softirqs 提供了软中断的运行情况；/proc/interrupts 提供了硬中断的运行情况。 在系统性能优化中，软中断（softirq）CPU 使用率升高也是最常见的一种性能问题。查看软中断和内核线程可以使用 proc 文件系统。 进程的不可中断状态是系统的一种保护机制，可以保证硬件的交互过程不被意外打断。但是，当进程长时间都处于不可中断状态时，你就需要提起注意力确认下是不是磁盘 I/O 存在问题，相关的进程和磁盘设备是否工作正常。 Linux 中断机制是一种复杂的机制，需要深入了解其机理和实现方式，以便更好地优化系统性能和解决问题。