在嵌入式平台上，ksoftirqd消耗超过80%的CPU

Question

我们正在设计基于MIPS处理器的SOHO路由器，配上24端口的交换机。CPU运行NAT (配置了iptables)、iptables规则、dhcp等，它没有为这些功能提供任何硬件加速。在全网状模式下测试NAT时(例如，一个WAN端口和其他端口是LAN端口)，我们观察到系统的显著减慢，特别是控制台响应非常慢，并且还存在数据包丢失。

“top”显示ksoftirqd占用了超过80%的CPU。

这种行为的原因是什么呢？Linux NAT在用户端运行吗？

Answer 1

ksoftirqd是内核线程驱动...软IRQ，如TIMER_SOFTIRQ，SCSI_SOFTIRQ，TASKLET_SOFTIRQ，以及与您的案例相关的内容，NET_TX_SOFTIRQ和NET_RX_SOFTIRQ。这些是在内核的下半部分中实现的，因为上半部分的延迟工作-延迟非常关键的设备驱动程序中的实际中断处理程序。

网卡的实际中断处理程序，或硬件IRQ，关心的是尽可能快地将数据传入/传出设备。它对NAT和其他TCP/IP处理一无所知。它知道它的总线处理(比如PCI)、它的卡特性(环缓冲器、控制/配置寄存器)、DMA，以及一些关于以太网的知识。它通过队列向/从下半部分传递/接收分组(准确地说是skbuf)。

如果您还没有，请看一下ethtool(8)。看看你是否可以调整硬件/驱动程序来做校验和/分段卸载，等等。我对NAT前端没有任何建议，我不使用它。

希望这能对你有所帮助。

编辑：

如注释中所述，请检查网卡硬件是否支持中断，以及支持驱动程序是否支持NAPI。

Answer 2

ksoftirqd是IRQ处理程序。您可以检查/proc/interrupts以查看加载的是哪个IRQ。

CPU过载:使用更强大的模型，或使用更简单的iptables规则。Linux NAT运行在内核空间，ksoftirqd在内核空间。