Linux驱动 中断屏蔽

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。
具体而言，中断屏蔽将使得中断与进程之间的并发不再发生，而且，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。

中断屏蔽指令

local_irq_disable() /* 屏蔽中断 /
. . .
critical section / 临界区*/
. . .
local_irq_enable() /* 开中断*/

其底层的实现原理是让CPU本身不响应中断，比如，对于ARM处理器而言，其底层的实现是屏蔽ARM CPSR的I位：

static inline void arch_local_irq_disable(void)
{
        asm volatile(
                "       cpsid i                 @ arch_local_irq_disable"
                :   
                :   
                : "memory", "cc");
}

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。

多SMP之间的中断屏蔽

local_irq_disable（）和local_irq_enable（）都只能禁止和使能本CPU内的中断，因此，并不能解决SMP多CPU引发的竞态。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。

与local_irq_disable（）不同的是，local_irq_save（flags）除了进行禁止中断的操作以外，还保存目前CPU的中断位信息，local_irq_restore（flags）进行的是与local_irq_save（flags）相反的操作。对于ARM处理器而言，其实就是保存和恢复CPSR。

小结

中断屏蔽只是屏蔽单CPU内的中断而已，解决不了SMP