中断IRQ的处理器Affinity设置

首先说一下自动IRQ亲和性，在内核配置中可以打开自动IRQ亲和性开关（CONFIG_AUTO_IRQ_AFFINITY）使能此功能。

用户层程序irqbalance（ubuntu等发行版集成此程序）可自动平衡中断irq在各个处理器上，提升系统的性能。irqbalance用到的一个重要的参数hintpolicy用来控制中断平衡的策略，内核会为每一个中断提供一个affinity_hint值，告诉用户层（如irqbalance）此中断倾向的CPU亲和性。其取值有三个：exact 、subset与ignore，exact表示irqbalance程序会严格按照内核的affinity_hint值进行亲和性平衡；subset表示irqbalance会以affinity_hint的一个子集进行平衡；ignore表示完全忽略内核的affinity_hint。

以运行与双核CPU的ubuntu系统为例，查看网卡ens33的中断号以及中断在两个CPU上的分配情况：

$ cat /proc/interrupts
CPU0 CPU1
19: 477 1058095 IO-APIC 19-fasteoi ens33

看一下proc文件中，中断号irq 19的affinity设置（affinity相关文件按128核心处理器设置）。由smp_affinity的值可见，网卡ens33的19号中断被分配在了CPU1上（0000 0002），smp_affinity_list以数值形式显示了CPU亲和性列表。另外内核未给出irq 19的affinity_hint值。

除去smp_affinity_list的值以外，其它的affinity值都是以bitmap位图的方式表示。

$ cat /proc/irq/19/smp_affinity
00000000,00000000,00000000,00000002
$
$ cat /proc/irq/19/smp_affinity_list
1
$ cat /proc/irq/19/affinity_hint
00000000,00000000,00000000,00000000
$
$ cat /proc/irq/default_smp_affinity
ffffffff,ffffffff,ffffffff,ffffffff

由irq_desc结构可见，PROC系统文件smp_affinity和smp_affinity_list的值对应irq_desc结构体中的成员(irq_common_data->affinity)变量的值；affinity_hint文件的值对应irq_desc的成员affinity_hint，网卡驱动程序（如intel的i40e）通过调用irq_set_affinity_hint函数设置此值。文件default_smp_affinity的值在初始化期间设置为全F。

struct irq_common_data {
    cpumask_var_t       affinity;
}
struct irq_desc {
	struct irq_common_data  irq_common_data;
    const struct cpumask    *affinity_hint;
}
static void __init init_irq_default_affinity(void)
{
    if (cpumask_empty(irq_default_affinity))
        cpumask_setall(irq_default_affinity);
}

应用层程序irqbalance主要是在系统性能与功耗之间平衡的程序，系统负荷重时把irq分配到多个CPU上，系统空闲时把irq分配在少量CPU保证其它CPU的睡眠状态。用户可收到设置中断的affinity，禁用irqbalance的决策。

内核版本

Linux-4.15

中断IRQ的处理器Affinity设置

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