0、软中断与硬中断的区别

一、硬中断
由与系统相连的外设(比如网卡、硬盘)自动产生的,主要是用来通知操作系统系统外设状态的变化。

可屏蔽中断 ——当 CPU 接收到更高优先级的中断时,这些中断可以被延迟。

不可屏蔽中断 ——无法延迟这些中断。 CPU 应该立即考虑它们。

二、软中断
为了满足实时系统的要求,中断处理应该是越快越好。linux为了实现这个特点,当中断发生的时候,硬中断处理那些短时间就可以完成的工作,而将那些处理事件比较长的工作,放到中断之后来完成,也就是软中断(softirq)来完成。

三、区别
1. 引发对象:硬中断是由外设引发的,软中断是执行中断指令产生的,无需外部施加中断请求信号。
2. 提供中断号:硬中断的中断号是由中断控制器提供的,软中断的中断号由指令直接指出,无需使用中断控制器。
3. 耗时:硬中断处理程序要确保它能快速地完成任务,这样程序执行时才不会等待较长时间,称为上半部。软中断处理硬中断未完成的工作,是一种推后执行的机制,属于下半部。

硬中断(Hardware Interrupts)是由外部设备发起的,通常用于表示设备需要CPU的注意,例如I/O操作完成、定时器中断等。硬中断通常是可屏蔽的,这意味着在处理某个硬中断过程中,CPU可以禁止响应其他硬中断,以防止嵌套中断带来的问题。当然,也有一些特定情况下的硬中断是不可屏蔽的,例如非屏蔽中断(Non-Maskable Interrupt, NMI)。

软中断(Software Interrupts)则是由软件主动触发的,通常用于实现系统调用、异常处理等。软中断的可屏蔽性取决于具体实现和系统需求。在某些情况下,软中断可能是不可屏蔽的,以确保某些关键任务或异常处理能够得到优先执行。然而,在其他情况下,软中断可能是可以屏蔽的,以避免嵌套中断或提高系统性能。

 为了让中断处理运行的快,同时要完成相应的全部工作。根据具体的内容将中断分为两个部分:上半部分(中断处理程序)和下半部分(推后处理程序)。上半部分需要立即执行,并且有严格的时间限制,这些工作是在所有中断被禁止的情况下完成的,剩余部分工作推迟到下半部分。
下半部分的任务就是执行与中断处理密切相关但中断处理程序本身不执行的工作。在Linux2.6的内核中存在三种不同形式的下半部实现机制:软中断,tasklet和工作队列。
下面将比较三种机制的差别与联系。
软中断: 1、软中断是在编译期间静态分配的。
         2、最多可以有32个软中断。
         3、软中断不会抢占另外一个软中断,唯一可以抢占软中断的是中断处理程序。
         4、可以并发运行在多个CPU上(即使同一类型的也可以)。所以软中断必须设计为可重入的函数(允许多个CPU同时操作),
            因此也需要使用自旋锁来保护其数据结构。
         5、目前只有两个子系直接使用软中断:网络和SCSI。
         6、执行时间有:从硬件中断代码返回时、在ksoftirqd内核线程中和某些显示检查并执行软中断的代码中。
tasklet: 1、tasklet是使用两类软中断实现的:HI_SOFTIRQ和TASKLET_SOFTIRQ。
          2、可以动态增加减少,没有数量限制。
          3、同一类tasklet不能并发执行。
          4、不同类型可以并发执行。
          5、大部分情况使用tasklet。
工作队列: 1、由内核线程去执行,换句话说总在进程上下文执行。
          2、可以睡眠,阻塞。

什么情况下使用工作队列,什么情况下使用tasklet。如果推后执行的任务需要睡眠,那么就选择工作队列。如果推后执行的任务不需要睡眠,那么就选择tasklet。另外,如果需要用一个可以重新调度的实体来执行你的下半部处理,也应该使用工作队列。它是唯一能在进程上下文运行的下半部实现的机制,也只有它才可以睡眠。这意味着在需要获得大量的内存时、在需要获取信号量时,在需要执行阻塞式的I/O操作时,它都会非常有用。如果不需要用一个内核线程来推后执行工作,那么就考虑使用tasklet。

https://zhuanlan.zhihu.com/p/586121191   可以参考

posted on 2024-07-21 15:52  拉风摊主  阅读(78)  评论(0编辑  收藏  举报

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