Hard Lockup 与 Soft Lockup 的区别
📌 详细专题: Hard/Soft Lockup 内核源码深度解析 (4 篇系列)
源码: git@github.com:torvalds/linux.git, torvalds/master, eb3f4b7426cf (v7.1-rc5-26)
核心区别
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Hard Lockup |
Soft Lockup |
| 根因 |
中断被关闭 + CPU 进入死循环，NMI 也受阻 |
preempt_disable() 段太久未释放，调度器饿死 |
| 检测机制 |
Perf NMI (PMU 溢出) / Buddy CPU 互检 |
hrtimer + softlockup_fn (stop_one_cpu_nowait) |
| 检测时间 |
6-20s (Perf) / 8-12s (Buddy) |
20s (2×watchdog_thresh) |
| 中断状态 |
硬中断全关 |
硬中断能来，hrtimer 正常 |
| 能否拿栈 |
能 (NMI 上下文) |
能 (进程上下文) |
| sysfs 计数器 |
hardlockup_count (watchdog.c:233) |
softlockup_count (watchdog.c:868) |
| 典型日志 |
NMI watchdog: Watchdog detected hard LOCKUP on cpu 0 |
watchdog: BUG: soft lockup - CPU#0 stuck for 22s! |
检测原理一句话
- Soft lockup: hrtimer 每 4s 通过
stop_one_cpu_nowait 把 softlockup_fn 调度到目标 CPU。如果目标 CPU 能执行这个函数（update_touch_ts），说明调度器没死。超过 20s 没更新 touch_ts → soft lockup。
- Hard lockup (Perf): PMU 计数器溢出产生 NMI →
watchdog_overflow_callback 检查 hrtimer 心跳计数器。计数器不变 → CPU 硬锁死。
- Hard lockup (Buddy): 每个 CPU 的 hrtimer tick 检查"下一个 buddy CPU"的心跳计数器。没变 + 连续 miss 3 次 → 判定 buddy 硬锁死。
关键源码
| 组件 |
文件 |
行号 |
| 初始化全链路 |
kernel/watchdog.c |
lockup_detector_init:1386, lockup_detector_setup:1035 |
| Soft lockup 判定 |
kernel/watchdog.c |
watchdog_timer_fn:795, is_softlockup:741, softlockup_fn:785 |
| Hard lockup via Perf |
kernel/watchdog_perf.c |
watchdog_overflow_callback:105 |
| Hard lockup 判定 |
kernel/watchdog.c |
watchdog_hardlockup_check:207, is_hardlockup:183 |
| Buddy 互检 |
kernel/watchdog_buddy.c |
watchdog_buddy_check_hardlockup:86 |
| x86 NMI period |
arch/x86/kernel/apic/hw_nmi.c |
hw_nmi_get_sample_period:27 |
| sysctl 参数表 |
kernel/watchdog.c |
watchdog_sysctls[]:1212-1314 |
专题系列
- 初始化全链路 — lockup_detector_init
- Soft Lockup — hrtimer 驱动与 is_softlockup 判定
- Hard Lockup Perf NMI — watchdog_overflow_callback
- Hard Lockup Buddy + sysctl 用户接口
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