linux kernel之NMI

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NMI(non-maskable interrupt)，即非可屏蔽中断。即使在内核代码中设置了屏蔽所有中断的时候，NMI也是不可以被屏蔽的。根据Intel的Software Developer手册Volume 3，NMI可由以下两种方式触发：

  • 外部assert了CPU的NMI引脚
  • CPU从系统总线收到了一个中断请求并且delivery mode是NMI
  1. 无法恢复的硬件错误通常包括：芯片错误、内存ECC校验错、总线数据损坏等等。
  2. 当系统挂起，失去响应的时候，可以人工触发NMI，使系统重置，如果早已配置好了kdump，那么会保存crash dump以供分析。有的服务器提供了NMI按钮，而刀片服务器通常不提供按钮，但可以用iLO命令触发。
  3. Linux还提供一种称为”NMI watchdog“的机制，用于检测系统是否失去响应（也称为lockup），可以配置为在发生lockup时自动触发panic。原理是周期性地生成NMI，由NMI handler检查hrtimer中断的发生次数，如果一定时间内这个数字停顿了，表示系统失去了响应，于是调用panic例程。NMI watchdog的开关是通过内核参数kernel.nmi_watchdog或者在boot parameter中加入”nmi_watchdog=1″参数实现，比如：

在centos上编辑/boot/grub2/grub.cfg:

1
2
3
...
kernel /vmlinuz-2.6.18-128.el5 ro root=/dev/sda nmi_watchdog=1
...

命令行设置：

1
sysctl kernel.nmi_watchdog=1

NMI中断的生成

  • perf性能优化工具使用时，生成大量的NMI中断

Run the ‘perf’ tool in a mode (top or record) that generates many frequent performance monitoring non-maskable interrupts (see “NMI” in /proc/interrupts). This exercises the NMI entry/exit code which is known to trigger bugs in code paths that did not expect to be interrupted, including nested NMIs. Using “-c” boosts the rate of NMIs, and using two -c with separate counters encourages nested NMIs and less deterministic behavior.

1
while true; do perf record -c 10000 -e instructions,cycles -a sleep 10; done

参考

  • Non Maskable Interrupt
  • The x86 NMI iret problem
  • linux 内核笔记之watchdog
  • NMI是什么
  • Linux内核对x86平台NMI中断的处理
  • NMI Trace Events