linux kernel soft lockup and hard lockup

内核panic时，常常会看到soft lockup and hard lockup，本文将对它们进行简单的介绍。

官方文档。

所谓lockup，是指某段内核代码占着CPU不放。Lockup严重的情况下会导致整个系统失去响应。

Lockup分为两种：soft lockup 和 hard lockup，它们的区别是 hard lockup 发生在CPU屏蔽中断的情况下：

Soft lockup是指CPU被内核代码占据，以至于无法执行其它进程。检测soft lockup的原理是给每个CPU分配一个定时执行的内核线程[watchdog/x]，如果该线程在设定的期限内没有得到执行的话就意味着发生了soft lockup，[watchdog/x]是SCHED_FIFO实时进程，优先级为最高的99，拥有优先运行的特权。
Hard lockup比soft lockup更加严重，CPU不仅无法执行其它进程，而且不再响应中断。检测hard lockup的原理利用了PMU的NMI perf event，因为NMI中断是不可屏蔽的，在CPU不再响应中断的情况下仍然可以得到执行，它再去检查时钟中断的计数器hrtimer_interrupts是否在保持递增，如果停滞就意味着时钟中断未得到响应，也就是发生了hard lockup。

Linux kernel针对每个CPU都有一个watchdog进程。使用ps -ef | grep watctdog可以看到：

$ ps -ef | grep watchdog
root         6     2  0 Apr20 ?        00:00:16 [watchdog/0]
root        10     2  0 Apr20 ?        00:00:11 [watchdog/1]
root        14     2  0 Apr20 ?        00:00:10 [watchdog/2]
root        18     2  0 Apr20 ?        00:00:09 [watchdog/3]

由于某种原因导致系统处于内核态超过20s导致进程无法运行(soft lockup)
由于某种原因导致系统处于内核态超过10s导致中断无法运行(hard lockup)

参考资料：