CPU 怎麼知道有 IO 掛起？

我一直iowait在研究頂部實用程序輸出中顯示的屬性，如下所示。

top - 07:30:58 up  3:37,   1 user,  load average: 0.00, 0.01, 0.05
Tasks:  86 total,   1 running,   85 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  0.0 us,  0.3 sy,  0.0 ni, 99.7 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st

iowait一般定義如下：

“這是 CPU 空閒並且有一些 IO 掛起的時間。”

據我了解，一個程序在單個 CPU 上執行。在它被取消調度後，要麼因為它已經用完它的時間槽，要麼在它被阻塞之後，它最終可以再次在任何一個 CPU 上再次被調度。

在 IO 請求的情況下，將程序置於不間斷睡眠的 CPU 負責跟踪iowait時間。其他 CPU 將在其端報告與空閒時間相同的時間，因為它們實際上是空閒的。這個假設正確嗎？

此外，假設有一個長 IO 請求（意味著該程序有多次機會被調度但由於 IO 未完成而沒有被調度），CPU 怎麼知道有“待處理的 IO”？這種資訊是從哪裡獲取的？CPU 怎麼能簡單地發現某個程序在某個時間進入睡眠狀態以完成 IO，因為任何 CPU 都可能使該程序進入睡眠狀態。這種“pending IO”的狀態是如何確認的？

CPU 不知道這些，任務調度程序知道。

您引用的定義有些誤導；目前的procfs(5)聯機幫助頁有更準確的定義，但需要注意：

iowait（自 Linux 2.5.41 起）

(5) 等待 I/O 完成的時間。該值不可靠，原因如下：

1. CPU 不會等待 I/O 完成；iowait是任務等待 I/O 完成的時間。當一個 CPU 因未完成的任務 I/O 進入空閒狀態時，另一個任務將被安排在該 CPU 上。
2. 在多核 CPU 上，等待 I/O 完成的任務不在任何 CPU 上執行，因此iowait每個 CPU 的 t 都難以計算。
3. 在某些情況下，此欄位中的值可能會減小。

iowait通常，嘗試測量等待 I/O 所花費的時間。它沒有被特定的 CPU 跟踪，也不能被跟踪（上面的第 2 點——這也符合您的疑惑）。不過，它是盡可能按CPU測量的。

任務調度程序“知道”有掛起的 I/O，因為它知道它掛起給定的任務是因為它正在等待 I/O。in_iowait這是在領域中的每個任務跟踪的task_struct；您可以in_iowait在調度程序核心中查找它是如何設置、跟踪和清除的。Brendan Gregg 最近關於 Linux 平均負載的文章包含有用的背景資訊。中的iowait條目/proc/stat，也就是中的條目，top每當考慮到計時器滴答時就會遞增，並且目前程序“開啟”CPU 空閒；account_idle_time您可以通過在調度程序的 CPU 時間跟踪程式碼中查找來看到這一點。

所以更準確的定義應該是“在沒有更好的事情可做的情況下，在這個 CPU 上等待 I/O 所花費的時間”……

引用自：https://unix.stackexchange.com/questions/410628