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Linux的中断屏蔽

在单CPU范围内避免竞态的一种简单而有效的方法是在进入临界区之前屏蔽系统的中断,但是在驱动编程中不值得推荐,驱动通常需要考虑跨平台特点而不假定自己在单核上运行。

CPU一般都具备屏蔽中断和打开中断的功能,这项功能可以保证正在执行的内核执行路径不被中断处理程序所抢占,防止某些竞态条件的发生。

优点:

中断屏蔽将使得中断与进程之间的并发不再发生

由于Linux内核的进程调度等操作都依赖中断来实现,内核抢占进程之间的并发也得以避免了。

中断屏蔽的使用方法为:

  1. local_irq_disable()               /* 屏蔽本地中断 */
  2. critical section                    /* 临界区*/
  3. local_irq_enable()             /* 使能本地中断*/


其底层的实现原理是让CPU本身不响应中断

由于Linux的异步I/O、进程调度等很多重要操作都依赖于中断,中断对于内核的运行非常重要,在屏蔽中断期间所有的中断都无法得到处理,因此长时间屏蔽中断是很危险的,这有可能造成数据丢失乃至系统崩溃等后果。这就要求在屏蔽了中断之后,当前的内核执行路径应当尽快地执行完临界区的代码。

屏蔽中断并不能解决SMP多CPU引发的竞态,因为其他CPU也会引发竞争。

因此,单独使用中断屏蔽通常不是一种值得推荐的避免竞态的方法(换句话说,驱动中使用local_irq_disable/enable()通常意味着一个bug),它适合与下文将要介绍的自旋锁联合使用。

 

  1. local_irq_save(flags)
  2. local_irq_restore(flags)

应该尽量使用上面的宏,因为当程序本身是屏蔽的,如果在调用local_irq_disable(),会使能中断。

禁止中断的底半部

  1. local_bh_disable()禁止的底半部
  2. local_bh_enable()使能底半部

注意:

  1. 对解决中断引起的并发而带来的竞态简单高效。
  2. 应尽量使用local_irq_save(flags)和   local_irq_restore(flags)
  3. 中断屏蔽时间不宜过长。
  4. 只能屏蔽本地CPU的中断,对多CPU系统,中断也可能会在其他CPU上产生。

 

 

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