Linux系统中断优先级的重要性及应用解析(中断优先级linux)

在Linux系统中，中断是指任何硬件事件或异常条件发生时，通过中断处理程序将控制权从当前执行代码转移到处理这个中断的函数中，然后再返回执行原来的代码。中断对系统的处理速度至关重要，因为它可以在发生异常时迅速响应且及时处理。在Linux系统中，中断优先级是影响系统性能的重要因素。在本文中，我们将探讨Linux系统中断优先级的重要性以及如何优化和管理中断优先级。

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了解中断和中断优先级

中断通常是由外部设备或其他硬件触发的。例如，当您的鼠标或键盘触发的事件需要被处理时，它们将产生中断请求，与CPU交互，以响应事件。中断请求的优先级决定了操作系统在同一时刻需要处理哪些中断请求。每个中断都有一个优先级，通常是0到255之间的一个数字，其中0是更高优先级。如果一个中断请求到来并拥有更高的优先级，则它将被优先处理，而较低优先级的请求将被延迟处理或缓存。

中断请求的优先级决定了系统响应中断需求的速度。当两个或多个中断请求同时触发时，高优先级的请求将被优先处理。对于具有高优先级的中断请求，操作系统必须立即响应以避免可能的故障或数据损失。比如，在硬盘读写操作中，可能需要优先处理磁盘操作请求以确保正确性和一致性。

管理中断优先级

为了更好地管理中断优先级，可以使用两种方法：动态优先级和固定优先级。

动态优先级是指存储在操作系统中的中断优先级，可以作系统根据系统负载自动调整。这种方法可以更大程度地提高系统的响应性，因为它可以根据需求实时改变中断请求的优先级。但是，动态优先级方法的缺点是较高的系统资源占用，因为它需要不断监测系统负载。

另一种方法是使用固定中断优先级，它将中断请求的优先级固定下来，以确保系统性能和资源利用的稳定性。需要注意的是，固定优先级的缺点是当系统负载增加时，可能会导致一些紧急的中断请求得不到优先处理。

修改中断优先级

在Linux系统中，每个中断都有一个默认优先级。但是，有时需要将默认优先级修改为更合适的值，以更好地满足系统性能和负载需求。

修改中断优先级可以使用“/proc/irq/{IRQ编号}/p_affinity”文件。该文件允许设置中断掩码，以控制CPU的分配。通常，中断默认平均分配到所有CPU上。但是，这种分配可能会导致中断流量过高或CPU使用不均匀。因此，可以使用中断掩码将中断绑定到特定的CPU上，以提高系统性能。

在上述文件中，按照IRQ编号输入进程号即可更改中断优先级。例如，以下命令将IRQ 5的优先级修改为1：

# echo 1 > /proc/irq/5/p_affinity

结论

中断是系统响应外部事件的重要机制，是保证系统稳定性和性能的基础。理解中断优先级以及如何管理和修改中断优先级可以帮助您优化系统性能并提高响应速度。在设计和管理大型系统时，中断优先级应该得到充分的考虑和掌握，以确保系统稳定性和可靠性。

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进程大致可分为I/O密集型和 CPU密集型。

调度依据 动态优先雀旅级 ，所谓动态优先级就是初始化时给出一个基础优先级，随后优先级可被调度程序动态的增减。高优先级进程也获得较长的时间片。I/O密集型通常被提升优先级，而CPU密集型则被降低。

Linux系统有两种独立的优先级范围。之一种是 Nice 值，返回是，默认值为0。数值越高优先级越低。Nice值影响了时间片的分配。如果进程拥有-20的Nice值，那么该进程将被分配理论最长的时间片。Nice值是所有Unix系统的标准优先级。

Linux的第二种优先级范围是睁岁乱 实时优先级 。这个优先级的值是可配置的。通常来说范围在。 所有实时进程的优先级都高于普通进程 。(实时进程是什么？)

时间片是一个数值，决定了进程被抢占前可运行的时间。必须为进程分配合适长度的时间片。时间片太长会影响系统的交互性，时间片太短则会导致系统花费大量的时间用于进程的切换。同时还要兼顾I/O密集型和 CPU密集型进程的矛盾。因为I/O密集型无需长时间片，却渴望经常运行。而Linux却提供了相对较长的默认时间片——100毫秒。   

注意到，进程不必在每次被调度运行后就花光自己所有的时间片。举例来说，如果一个进程拥有长达100毫秒的时间片，那么它可以在五个不同时段运行，每次花费20毫秒的时间片。这么做的好处是，一个拥有长时间片的进程（尽管它本身不需要如此长的时间片），可以尽可能长时间的保持运行状态。而不会过早地被丢入等待调度的队列中（稍后说到）。这就好比键盘驱动进程的实现方法。

当某进程的状态变为TASK_RUNNING的时候，内核会检查它的优先级是否高于当前正在执行的任务。如果是，调度进程就会使该进程抢占CPU。另外，如果一个进程的时间片变成0（意味着用尽了所有时间片，只能等待所有进程时间片为0才会重新分配），调度进程会被再次调用，选择一个新的进程运行。

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