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4.3. Interrupciones y ajuste de IRQ

Una solicitud de interrupción de cola (IRQ) es una solicitud de un servicio, enviado en el nivel de hardware. Las interrupciones pueden ser enviadas por una línea de hardware dedicado o a través de un bus de hardware como un paquete de información (una Interrupción de mensajes señalada o MSI).
Cuando las interrupciones están habilitadas, la recepción de una IRQ le pide al interruptor, detener el contexto. El código de envío de interrupciones de Kernel, recupera el número de IRQ y su lista asociada de Rutinas de servicio de interrupciones registradas (ISR), y a su vez, llama a cada ISR. La ISR reconoce las interrupciones e ignora las interrupciones redundantes de la misma IRQ, luego pone en cola un indicador diferido para terminar de procesar la interrupción e impedir que la ISR ignore las interrupciones futuras.
El archivo /proc/interrupts lista el número de interrupciones por CPU por dispositivo de E/S. Muestra el número de IRQ, el número de dicha interrupción manejada por cada núcleo de CPU, el tipo de interrupción y la lista delimitada por comas de controladores registrados para recibir esa interrupción. (Para obtener mayor información, consulte la página de manual: man 5 proc)
Las IRQ tienen la propiedad de "afinidad", smp_affinity, que define los núcleos de CPU permitidos para ejecutar la ISR de dicha IRQ. Esta propiedad puede servir para mejorar el rendimiento de aplicaciones al asignar tanto afinidad de interrupciones como afinidad de hilos de aplicaciones a uno o más núcleos de CPU específicos. Así permite compartir la línea de cache entre aplicaciones de interrupciones e hilos.
El valor de afinidad de interrupciones para un número IRQ específico, es almacenado en el archivo /proc/irq/NÚMERO_IRQ/smp_affinity asociado, el cual se puede ver y modificar mediante el usuario de root. El valor almacenado en estee archivo es una máscara de bits hexadecimal que representa todos los núcleos de CPU en el sistema.
A manera de ejemplo, para establecer la afinidad de interrupciones para el controlador de Ethernet en un servidor con cuatro núcleos de CPU, primero determine el número IRQ asociado con el controlador de Ethernet:
# grep eth0 /proc/interrupts
32:   0     140      45       850264      PCI-MSI-edge      eth0
Use el número de IRQ para localizar el archivo apropiado de smp_affinity:
# cat /proc/irq/32/smp_affinity 
f
El valor predeterminado para smp_affinity es f, lo que significa que la IRQ puede servirse de las CPU en el sistema. Si configura este valor a 1, como se muestra a continuación, significa que solamente la CPU 0 puede servir esta interrupción:
# echo 1 >/proc/irq/32/smp_affinity
# cat /proc/irq/32/smp_affinity
1
Las comas pueden servir para delimitar los valores de smp_affinity para grupos de 32 bits. Esto se requiere en sistemas con más de 32 núcleos. Por ejemplo, el siguiente ejemplo muestra que la IRQ 40 se sirve en todos los núcleos de un sistema de núcleos de 64:
# cat /proc/irq/40/smp_affinity
ffffffff,ffffffff
Para servicio IRQ 40 solamente en los núcleos superiores a 32 de un sistema de núcleos de 64, debe hacer lo siguiente:
# echo 0xffffffff,00000000 > /proc/irq/40/smp_affinity
# cat /proc/irq/40/smp_affinity
ffffffff,00000000

Nota

En sistemas que soportan direccionamiento de interrupciones, al modificar smp_affinity de una IRQ se configura el hardware para que la decisión de servir una interrupción con una CPU determinada se haga en el nivel del hardware, sin ninguna intervención del kernel.