Linux kernel tick发起调度软中断函数调用图

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博客围绕Linux内核tick发起调度软中断的函数调用图展开，虽未给出具体内容，但可知聚焦于Linux内核这一信息技术领域，涉及内核调度及函数调用相关知识。
【鸿蒙OH-v5.0源码分析之 Linux Kernel 部分】005 - Kernel 入口 C 函数 start_kernel() 源码分析
|~~~热爱生活、努力学习的小伙汁~~~|
09-15 1245
【鸿蒙OH-v5.0源码分析之 Linux Kernel 部分】005 - Kernel 入口 C 函数 start_kernel() 源码分析
Linux内核中的中断处理机制：软中断与硬中断的协同工作
数字人生
02-10 295
硬中断是由硬件设备触发的中断信号，当硬件设备需要CPU处理某些事件时（例如，网络接口接收到数据包、磁盘I/O操作完成等），会向CPU发送中断请求。CPU接收到中断请求后，会暂停当前正在执行的程序，保存上下文，然后跳转到对应的中断处理程序（Interrupt Service Routine, ISR）中执行。高优先级：硬中断的优先级最高，一旦发生，CPU会立即响应，中断当前任务的执行。硬件触发：由硬件设备直接触发，与软件逻辑无关。快速处理：硬中断处理程序通常需要快速完成，以减少对系统性能的影响。
关于软中断和系统调用的一点分析
热门推荐
shybrian的专栏
09-14 1万+
感觉之前对于软中断一直有一些误解。   软中断的定义： 软中断是利用硬件中断的概念，用软件方式进行模拟，实现宏观上的异步执行效果。很多情况下，软中断和“信号”类似。同时，软中断又是和硬中断相对应的，“硬中断是外部设备对CPU的中断”，“软中断通常是硬件中断服务程序对内核的中断”   作为系统调用而言，对于i386则是通过软中断int80实现 对于其它的软中断，则是在硬件中断之后触发的软
Linux内核学习总结（附录linux协议栈函数调用图）
night_elf_1020的专栏
02-25 2895
Linux内核学习总结 作者: 北京—小武 邮箱：night_elf1020@163.com 新浪微博：北京-小武 Linux操作系统以GPL作为限制条款进行开源，对计算机界产生了巨大影响。在短短的二十年里迅速壮大。Linux内核从产生到现在一直在不断被改进，现在就我最近对其学习内容和体会进行下总结。学习所用书籍是美国Robert Love著的《linux内
Linux 系统Tick
firefox_1980的专栏
11-04 5984
1. Tick的作用           操作系统，tick是
linux tick 函数,linux上的GetTickCount函数
weixin_33613462的博客
05-08 908
#include // 返回自系统开机以来的毫秒数(tick)unsigned long GetTickCount(){struct timespec ts;clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);return (ts.tv_sec * 1000 + ts.tv_nsec / 1000000);}int main(){struct timespec time...
kernel ticks, jiffies and high resolution timers..
weixin_34327761的博客
02-16 198
2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准>>> ...
linux kernel中断处理
viewsky11的专栏
11-22 1187
一、什么是下半部中断是一个很霸道的东西，处理器一旦接收到中断，就会打断正在执行的代码，调用中断处理函数。如果在中断处理函数中没有禁止中断，该中断处理函数执行过程中仍有可能被其他中断打断。出于这样的原因，大家都希望中断处理函数执行得越快越好。 另外，中断上下文中不能阻塞，这也限制了中断上下文中能干的事。 基于上面的原因，内核将整个的中断处理流程分为了上半部和下半部。上半部就是之前所说的中断处理函数
Linux内核中的软中断与NAPI机制：高效处理网络数据包
数字人生
02-09 544
软中断是一种由软件触发的中断，用于处理那些不适合在硬件中断（HardIRQ）中直接完成的任务。与硬件中断不同，软中断的执行不会立即中断当前的进程，而是在合适的时机由内核调度执行。这种机制的优点是可以减少硬件中断的处理时间，避免长时间占用CPU资源，从而提高系统的整体性能。Linux内核中的软中断和NAPI机制为高效处理网络数据包提供了强大的支持。通过将硬件中断处理与数据包处理分离，利用软中断来处理复杂的任务，可以显著减少硬件中断的频率，提高系统的吞吐量和响应速度。
linux内核—进程调度时机
02-20 1697
Arm64中断处理入口的函数el1_irq 中断处理程序处理完成后，如果进程的抢占计数器是0，并且设置了重新调度的标志，那么调用函数el1_preempt，函数调用preempt_schedule_irq以执行抢占调度。如果不设置，不会抢占，现象是，如果一个进程在内核模式下运行很长时间，将会导致交互进程等到很长时间，响应慢。当时钟中断处理程序准备把处理器还给被打断的进程时，如果被打断的进程在用户模式下运行，就检查有没有需要设置重新调度标志，如果设置了，调用schedule函数调度其他进程。
Linux Kernel: 简介HZ, tick and jiffie
wangyunqian6的专栏
08-01 1969
Linux核心幾個重要跟時間有關的名詞或變數，底下將介紹HZ、tick與jiffies。 HZ Linux核心每隔固定週期會發出timer interrupt (IRQ 0)，HZ是用來定義每一秒有幾次timer interrupts。舉例來說，HZ為1000，代表每秒有
kernel 高精度tick hrtimer 学习笔记
Eric.Xi
11-30 2044
- 理论阐述： - 1. 在内核运行的过程中，采用了两种timer机制（周期模式、高精度模式） - 2. 周期模式，跟先前的timer机制没有本质区别 - timer采用period模式，直接产生tick，周期性地产生中断，执行timer中断服务程序 - 硬件timer的中断服务程序里面，直接执行进程时间片计算等关键任务。 - 3. 高精度模式： - timer
linux中断控制之软中断
williamwang2013的专栏
01-23 1086
软中断给系统中对时间要求最严格的下半部使用，执行频率很高，连续性很高，网络和SCSI直接使用软中断。 此外，内核定时器和tasklet都是建立在软中断上的。 软中断由softirq_action结构表示，定义于#include  内核3.1.4 struct softirq_action { void (*action)(struct softirq_action *);
9G10内核时钟tick实现
weixin_34406086的博客
10-30 193
9G10中PIT（Periodic Interval Timer）提供OS调度中断，它提供了最高精度和最有效的管理（即使系统长时间响应）。一． 硬件PIT目标是提供OS的周期中断。PIT提供一个可编程溢出计数器和一个reset-on-read特性。它包含两个计数器：20bit CPIV counter和12bit PICNT（Periodic Interval） counter。两个计数器都工作在...
＜Linux开发＞驱动开发 -之-内核定时器与中断
qq_39257814的博客
06-13 3198
定时器是我们最常用到的功能，一般用来完成定时功能，熟悉一下 Linux 内核提供的定时器 API 函数，通过这些定时器 API 函数我们可以完成很多要求定时的应用。Linux内核也提供了短延时函数，比如微秒、纳秒、毫秒延时函数，本章我们就来学习一下这些和时间有关的功能。中断也是频繁使用的功能，Linux 内核提供了完善的中断框架，我们只需要申请中断，然后注册中断处理函数即可，使用非常方便，不需要一系列复杂的寄存器配置。下面我们就来一一分析。
Linux内核的时钟中断机制
thewayma的专栏
08-21 1452
摘要：本文主要从内核实现的角度分析了Linux 2.4.0内核的时钟中断、内核对时间的表示等。本文是为那些想要了解Linux I/O子系统的读者和Linux驱动程序开发人员而写的。 关键词：Linux、时钟、定时器 申明：这份文档是按照自由软件开放源代码的精神发布的，任何人可以免费获得、使用和重新发布，但是你没有限制别人重新发布你发布内容的权利。发布本文的目的是希望它能对读者有用，但没有任
linux内核-时钟中断
guoguangwu的专栏
11-06 3295
在所有的外部中断中，时钟中断起着特殊的作用，其作用远非单纯的计时所能相比。当然，即使是单纯的计时也已经足够重要了。别的不说，没有正确的时间关系，你用来重建内核的工具make就不能正常运行了，因为make是靠时间标记来确定是否需要重新编译以及链接的。瞌睡时钟中断的重要性还远不止于此。 我们在中断的博客中看到，内核在每次中断（以及系统调用和异常）服务完毕返回用户空间之前都要检查是否需要调度，若有需要就进行进程调度。事实上，调度只有当CPU在内核中运行时才能发生。在进程的博客中，读者将会看到进程调度发生在两种情
【转】linux中断流程详解
linchuanzhi_886的专栏
05-21 436
参考 ：http://blog.youkuaiyun.com/yimu13/article/details/6803957中断早期初始化 1. irq_desc[]struct irq_desc { struct irq_data irq_data; struct timer_rand_state *timer_rand_state; unsigned int __percp
linux内核时钟节拍tick
kkqier的博客
05-26 5336
linux时钟节拍tick的原理和实现，基于linux-5.4.18内核源码分析。 从内核启动开始，一直到tick正常切换到高精度模式后的实现和工作
linux 定时器中断的实现原理，函数栈的调用情况
最新发布
09-06
<think> 首先，用户的问题是：“我想了解Linux定时器中断的实现原理以及函数栈的调用情况”。系统指令要求我使用中文回答，并遵守LaTeX格式规则。 关键点： - **实现原理**：基于引用，Linux定时器中断依赖CPU时钟中断。引用[2]提到：定时器的实现依赖CPU时钟中断，内核通过数据结构管理定时器，在中断处理中判断超时。 - **函数栈调用情况**：引用[1]描述了中断处理函数的调用链：timer_interrupt() -> do_timer_interrupt() -> do_timer_interrupt_hook() -> do_timer()。在2.6版本后，使用了软中断机制。 - 引用[3]详细描述了内核定时器的结构和使用，包括timer_list结构体。 - 引用[4]和[5]提供了用户空间定时器的例子，但用户指定了内核定时器中断，所以焦点在引用[1], [2], [3]。 我需要结构化回答： - 先解释实现原理。 - 然后描述函数栈调用情况。 - 使用中文。 - 确保行内数学表达式用$...$，独立公式用$$...$$格式（但用户问题中没有明显的数学表达式，所以我可能需要避免或只在必要时添加）。 - 生成相关问题。 - 末尾添加引用标识。 回答结构： 1. **介绍Linux定时器中断的实现原理**： - 依赖于时钟中断源（如CPU的时钟中断）。 - 内核使用数据结构（如时间轮、最小堆、红黑树）来管理多个定时器。 - 在时钟中断处理中，检查定时器是否超时，并执行处理函数。 - 在2.6版本后，使用软中断机制（软中断）来处理定时器中断，而不是底半机制，提高效率和并发性。 2. **函数栈调用情况**： - 基于引用[1]：时钟中断处理函数为timer_interrupt() -> do_timer_interrupt() -> do_timer_interrupt_hook() -> do_timer()。 - do_timer()函数更新系统时间并触发定时器检查。 - 在定时器处理中，可能会调度软中断或直接处理超时定时器。 - 描述栈调用序列。 3. **详细描述**： - 使用timer_list结构体（来自引用[3]）表示定时器，包括expires（超时时间）、function（处理函数）等。 - 定时器不是周期性的，超时后关闭；需要重新开启以实现周期性。 4. **生成相关问题**： - 系统指令要求生成相关问题，放在回答末尾，以“§§相关问题§§”开头。 - 基于主题，如：内核定时器的数据结构优化、软中断机制、用户空间定时器实现等。 确保LaTeX语法： - 函数名和变量可能不需要LaTeX，但如果涉及数学表达式，如时间计算公式，用$...$。 - 示例：expires可能表示为变量，但直接用文本就行；除非有等式。 引用： - 在回答中引用的段落末尾添加引用标识，如[^1], [^2]等。 - 用户提供了引用[1]到[5]，我需要基于这些引用。 完整回答大纲： - 开头：简要介绍Linux定时器中断。 - 实现原理： - 依赖时钟中断。 - 数据结构管理定时器。 - 软中断机制。 - 函数栈调用： - 中断处理函数序列。 - 栈调用流程。 - 结束：总结。 相关问题： 1. Linux内核中定时器数据结构的选择有哪些优缺点？ 2. 如何在Linux中实现高精度定时器中断？ 3. 定时器中断处理对系统性能的影响是什么？ 最后，添加引用标识。 </think> ### Linux定时器中断的实现原理及函数栈调用情况 Linux内核的定时器中断是实现定时功能的核心机制，它依赖于CPU的时钟中断源。时钟中断的精度决定了定时器的极限精度。内核通过软件方式管理多个定时器，在时钟中断处理中检查超时事件。下面我将逐步解释实现原理和函数栈调用情况。 #### 1. **Linux定时器中断的实现原理** - **基础机制**：定时器中断的实现依赖于CPU的硬件时钟中断。时钟中断以固定频率触发（例如，每秒1000次，取决于内核配置），每个中断称为一个“节拍”（tick）。在中断发生时，内核会更新系统时间并检查所有注册的定时器[^2]。 - 内核使用特定数据结构管理定时器，常见的有： - 时间轮（Hierarchy时间轮算法，用于高效管理大量定时器）。 - 最小堆或红黑树（例如，nginx使用红黑树）。 这些数据结构允许内核在$O(1)$或$O(\log n)$时间内快速查找超时定时器[^2]。 - 定时器不是周期性运行的：每个定时器只触发一次超时事件。超时后，内核自动关闭定时器；如需周期性定时，必须在处理函数中重新注册定时器[^3]。 - **软中断机制**：在Linux 2.6版本后，定时器中断处理采用了软中断（Software Interrupt，SoftIRQ）机制而非底半机制（Bottom Half）。这提高了并发性和效率： - 硬中断（时钟中断）只做最小工作（如更新节拍计数），然后将定时器处理委托给软中断上下文运行。 - 软中断在中断上下文的尾部执行，允许内核延迟处理，减少关中断时间，提高系统响应速度[^1][^2]。 - **定时器表示**：内核用`timer_list`结构体表示定时器，定义如下（来自引用[3]）： ```c struct timer_list { struct list_head entry; // 链表入口 unsigned long expires; // 超时时间（单位：节拍数） struct tvec_base *base; // 所属基准 void (*function)(unsigned long); // 定时处理函数 unsigned long data; // 传递给函数的参数 int slack; // 超时容忍度 }; ``` - `expires`指定超时的绝对节拍数，例如当前节拍数+延时值。 - `function`是用户定义的超时回调函数。 - 注册定时器时，内核将其插入数据结构；超时后，内核从队列中移除并执行回调[^3]。 #### 2. **函数栈调用情况** 函数栈调用描述了时钟中断从触发到定时器处理的完整序列。在x86体系结构下，典型调用链如下（基于引用[1]和内核源码）： - **中断触发与初始处理**： 1. CPU硬件触发时钟中断，跳转到中断向量表指定的中断处理程序入口。 2. 执行`timer_interrupt()`函数：作为总入口点，处理硬件中断细节（如保存寄存器状态）。 3. 调用`do_timer_interrupt()`：确认中断来源并进行基本时间更新。 4. 调用`do_timer_interrupt_hook()`：钩子函数，扩展自定义处理。 5. 调用`do_timer()`：核心函数，负责： - 更新系统时间（全局变量`jiffies`）。 - 标记定时器软中断（如`TIMER_SOFTIRQ`），启动软中断调度。 - 在2.6版本后，`do_timer()`不再直接处理定时器，而是触发软中断队列[^1][^2]。 - **软中断处理**： 1. 中断上下文结束后，内核调度软中断（`run_softirq()`）。 2. 执行`TIMER_SOFTIRQ`对应的处理函数（通常是`run_timer_softirq()`）。 3. `run_timer_softirq()`调用`__run_timers()`：遍历定时器数据结构（如时间轮），检查每个定时器的`expires`值是否小于当前`jiffies`（表示超时）。 - 如果超时，调用定时器的`function`回调函数。 - 回调函数执行后，定时器被移除；如需周期性定时，回调函数需重新注册定时器[^2][^3]。 - **栈调用序列总结**： $$ \text{timer\_interrupt()} \rightarrow \text{do\_timer\_interrupt()} \rightarrow \text{do\_timer\_interrupt\_hook()} \rightarrow \text{do\_timer()} \rightarrow \text{触发软中断} \rightarrow \text{run\_timer\_softirq()} \rightarrow \text{\_\_run\_timers()} \rightarrow \text{定时器回调函数} $$ 这个序列确保了硬中断快速退出，耗时操作在软中断中异步执行，最小化系统延迟[^1][^3]。 #### 3. **关键注意事项** - **性能影响**：软中断机制减少了关中断时间，但高频率时钟中断可能增加CPU负载（例如，1000Hz中断时，每秒1000次上下文切换）。在高负载系统中，可能使用滴答式定时器（Tickless Kernel）优化，动态调整中断频率[^2]。 - **用户空间关联**：用户程序通过系统调用（如`timer_create()`）创建定时器，但实际依赖内核信号或事件（如SIGALRM），间接由时钟中断驱动。示例见引用[5][^5]。 - **精度限制**：定时器精度受限于时钟中断频率（例如1ms级），高精度定时器需额外硬件支持。 总之，Linux定时器中断通过软中断和高效数据结构实现，平衡了实时性和性能。函数栈调用展示了从硬件中断到定时器回调的分层处理，确保系统稳定性和灵活性[^1][^2][^3]。
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