linux中的中断是如何排队的？

Question

在硬件和软件中断流程中如何处理排队？更准确地说，我有以下疑问

让我们假设我有一台带有 2 个 CPU 的机器。CPU1 正在处理进程 P1，CPU2 正在处理进程 P2。进程 P3 正在等待执行。现在 CPU1 得到了硬件中断 (I1)。因此，CPU1 上下文切换到 I1 的中断服务程序 (ISR)。

注意：我们可以忽略中断的下半部分，而认为所有中断都只有上半部分。

• 一旦 I1 的中断处理完成。是保证P1会再次被调度还是P3有机会被调度？
• 进程P1（由于硬件中断从CPU1中移除）如果空闲会占用CPU2吗？
• 如果 I1 的中断处理程序没有屏蔽任何中断，第二个中断 I2 会发生什么？如果它会排队谁会记得那个队列？
• 如果 I1 的中断处理程序屏蔽了所有中断，第二个中断 I2 会发生什么？

Answer 1

通常，中断处理程序被设计得尽可能短，并且实际的处理代码在类似进程的上下文中调用。处理程序只是确定源，在软件中添加一个队列条目，然后禁用中断源。当CPU从中断处理返回时，首先处理中断处理程序队列，然后恢复“当前”的任何进程。

在队列评估期间调用的处理程序可以更改哪个进程是“当前”，最明显的例子是指示时间片已到的计时器中断，但传入事件也可以使更高优先级的进程可运行，这将调度它们。

多处理器系统具有显式中断路由，通常具有仅路由到其关联 CPU 的专用定时器 IRQ，并且硬件中断具有“首选”CPU（用于改进缓存局部性）或应用于它们的负载平衡方法，其中中断控制器确保分配它们。

从硬件的角度来看，中断总是被标记，而不是排队，因此中断在被处理之前不能再次发送（因此不存在如果速率太高就会丢失中断的硬件限制），但是操作系统通常会保留一个队列在软件中，因此它在“真正的”IRQ 处理程序中花费尽可能少的时间（并且该队列的长度是有限的，因为每个源只能排队一个实例）。

因此，与一个特定硬件接口的“下半部”处理程序可以被另一个传入中断中断，但所做的只是将第二个中断添加到队列中。然后恢复第一个中断的下半部处理程序，当它返回时，调用第二个中断的下半部处理程序，一旦下半部处理程序队列变空，当前的用户空间进程就会被调用。被执行。