spin_lock_irqsave vs spin_lock_irq

Question

在SMP機器上，我們必須從中斷上下文中使用spin_lock_irqsave而不是spin_lock_irq。

爲什麼我們要保存標誌（包含IF）？

是否有另一箇中斷程序可以打斷我們？

Answer 1

我是內核新手，但是從Robert Love的書「Linux Kernel Development」中收集的內容，如果在代碼開始鎖定之前處理器上已禁用中斷，則在調用spin_unlock_irq時，將釋放鎖錯誤的方式。如果您保存標誌並將其與標誌一起釋放，則函數spin_lock_irqsave將僅使中斷返回到之前的狀態。

例與spin_lock_irqsave

spinlock_t mLock = SPIN_LOCK_UNLOCK; 
unsigned long flags; 

spin_lock_irqsave(&mLock, flags); // save the state, if locked already it is saved in flags 
// Critical section 
spin_unlock_irqrestore(&mLock, flags); // return to the formally state specified in flags 

例與spin_lock_irq（無irqsave）：

spinlock_t mLock = SPIN_LOCK_UNLOCK; 
unsigned long flags; 

spin_lock_irq(&mLock); // Does not know if already locked 
// Critical section 
spin_unlock_irq(&mLock); // Could result in an error unlock... 

Answer 2

閱讀Why kernel code/thread executing in interrupt context cannot sleep?可鏈接到羅伯特·愛article，我讀了這一點：

一些中斷處理程序（在中已知Linux作爲快速中斷處理程序）運行 ，禁用本地 處理器上的所有中斷。這樣做到 確保中斷處理程序運行 不中斷，儘可能快地 。更甚的是，所有中斷 處理程序在其所有 處理器上都禁用其當前 中斷行的情況下運行。這確保了同一個 中斷線的兩個 中斷處理程序不會同時運行 。它還會阻止驅動程序編寫者的設備 必須處理遞歸中斷，這會使編程複雜化。

Answer 3

spin_lock_irqsave基本上是用來走的是自旋鎖之前保存中斷狀態，這是因爲自旋鎖禁止中斷，當鎖被採取中斷上下文，並重新啓用它，而解鎖時。中斷狀態被保存，以便它應該再次恢復中斷。

實施例：

1. 比方說被收購
2. spin_lock_irq之前自旋鎖將禁用中斷x和搭鎖
3. spin_unlock_irq將使中斷X中斷X被禁用。

因此，在釋放鎖定之後的第3步中，我們將啓用在獲取鎖之前先前被禁用的中斷x。

所以只有當你確定中斷沒有被禁止時，你應該spin_lock_irq否則你應該總是使用spin_lock_irqsave。

Answer 4

需要spin_lock_irqsave除了spin_lock_irq是非常相似的原因local_irq_save(flags)是需要的除了local_irq_disable。下面是羅伯特·洛夫在Linux Kernel Development第二版中對這個要求的一個很好的解釋。

如果在調用之前中斷已被禁用，則local_irq_disable（）例程是危險的。對 local_irq_enable（）的相應調用無條件地啓用中斷，儘管事實上它們是關閉的。相反，需要一個機制 將中斷恢復到以前的狀態。這是一個常見的問題 ，因爲內核中給定的代碼路徑可以通過和 而不啓用中斷，具體取決於調用鏈。例如， 想象前面的代碼片段是更大函數的一部分。 想象一下，這個函數被另外兩個函數調用，一個是禁止中斷，另一個不是。由於內核的規模和複雜程度越來越高，以致於知道導致功能的所有代碼路徑，因此在禁用中斷系統之前保存中斷系統的狀態要安全得多。然後，當你準備 重新啓用中斷，您只需將它們恢復到原來的狀態：

unsigned long flags; 

local_irq_save(flags); /* interrupts are now disabled */ /* ... */ 
local_irq_restore(flags); /* interrupts are restored to their previous 
state */ 

注意，這些方法在一部分宏至少實現的，所以 標誌參數（它必須被定義爲一個無符號長整數）是 似乎按值傳遞。此參數包含 體系結構特定的數據，其中包含中斷 系統的狀態。由於至少有一個支持的體系結構將堆棧信息合併到值（ahem，SPARC）中，因此不能將 標誌傳遞給另一個函數（具體而言，它必須保留在相同的堆棧 幀中）。出於這個原因，保存的呼叫和恢復中斷的呼叫必須發生在相同的功能中。

所有以前的函數都可以從中斷和 進程上下文中調用。