x86_64中断的成本是多少

Question

x86_64中断的成本是多少。例如，由于页面错误导致的中断？内核为中断服务然后返回用户空间需要多少周期？我感兴趣的是只知道由于中断导致的成本并调度中断的用户级线程，所以我们可以忽略中断处理程序内部的内容。

Answer 1

对于odrinary中断（硬件IRQ或普通异常，如除零），可能会给出一个上限。

即使不涉及磁盘IO，因为CPU必须遍历页表（这会引入许多变量），因此处理页面错误的时间尤其难以评估。出现页面错误不仅是因为页面不存在，还因为访问冲突（例如，尝试写入只读页面）。在任何情况下，如果TLB中尚未存在页面映射（永远不会缓存丢失的映射），则在调用页面错误处理程序之前，CPU将首先必须遍历多个级别的页表。访问页表条目的时间（如果地址尚未缓存在TLB中）再次取决于某些条目是否已存在于数据缓存中。

因此，从访问线性地址到被调用的PF处理程序的时间可能是~200个周期（最好的情况;存在TLB条目，由于错误的访问类型引起的异常 - 只是环形切换）到~2000个周期（没有TLB）条目存在，数据缓存中没有页表条目）。这只是1）执行故障的用户模式指令和2）执行页面错误处理程序的第一条指令之间的时间。

[侧面评论：鉴于此，我想知道是否可以构建使用分页的硬实时系统。]

Answer 2

这是一个复杂的问题，无法轻易回答。

您必须保存中断中使用的所有（已使用）寄存器（标量，sse，fpu-state，avx等）。

也许您必须更改虚拟地址空间上下文。

完成后，您必须重置已保存的上下文。

所有缓存/ RAM加载效果都会改变所需的循环次数。

（注意：中断不应该被分页，但不知道linux是否支持这个，或者它是否支持）