中断能不能睡眠,为什么?下半部能不能睡眠?
在 Linux 内核中,中断处理的睡眠策略是区分上半部(Top Half)和下半部(Bottom Half)的关键特性,这种设计反映了中断处理对性能和响应时间的影响。
中断处理的上半部
上半部通常指的是中断服务例程(ISR),它直接由硬件中断触发。在设计上,上半部需要快速执行,因为它在中断上下文中运行,需要尽快释放中断线以处理更多的中断。这意味着:
- 不能睡眠:上半部不能执行任何可能导致睡眠的操作,例如等待信号量、获取互斥锁、进行磁盘I/O操作或等待队列。原因包括:
- 防止死锁:中断上下文不能被调度,如果上半部试图睡眠,等待资源可能永远不会释放,导致死锁。
- 最大化响应性:睡眠会导致中断处理延迟,降低系统对中断的响应速度。
中断处理的下半部
下半部处理是中断处理的延续,用于执行不适合在上半部中立即处理的任务。它在进程上下文中运行,可以访问内核的大部分功能,包括可以睡眠的操作。下半部可以使用的机制包括:
- Tasklets
- 工作队列
- 软中断
这些机制的特点是:
- 可以睡眠(特别是工作队列):下半部通常可以安全地睡眠,因为它不在中断上下文中运行。工作队列特别适合执行可能需要睡眠的任务,如数据复制、文件I/O等。
- 灵活性和功能:下半部处理允许更复杂的操作,如获取互斥锁、调度其他任务等,这在上半部中是不被允许的。
总结
- 中断的上半部(ISR)不能睡眠,因为它需要快速执行并运行在中断上下文中,睡眠会引起系统的不稳定和性能问题。
- 中断的下半部可以睡眠,特别是通过工作队列实现的下半部,它允许执行更耗时和复杂的操作,而不会影响系统对中断的快速响应。