Linux Kernel (Ядро линукса) (часть 1)

Отключение локальных прерываний

Отключение прерываний является одним из главных механизмов обеспечения того, что последовательность операторов ядра будет трактоваться как критическая область. Такой подход позволяет управляющему тракту ядра продолжить выполнение, даже когда аппаратура посылает сигналы IRQ, и поэтому является эффективным способом защиты структур данных, к которым также обращаются обработчики прерываний. Однако само по себе отключение локальных прерываний не защитит данные от параллельных обращений со стороны обработчиков прерываний, выполняемых на других процессорах. Поэтому в многопроцессорных системах отключение локальных прерываний часто сочетается с применением спин-блокировок.

Макрос iocai_irq_disabie(), в котором используется ассемблерная инструкция cii, отключает прерывания на локальном процессоре. Макрос iocai_irq_enabie, использующий инструкцию sti, включает их. Как было сказано в главе 4, инструкции cii и sti сбрасывают и устанавливают, соответственно, флаг if в управляющем регистре efiags. Макрос irqs disabiedo возвращает единицу, если флаг if в регистре efiags сброшен.

Когда ядро входит в критическую область, оно отключает прерывания, сбрасывая флаг if в регистре efiags. Однако при выходе из критической области ядро часто не может просто взять и установить флаг. Прерывания могут обрабатываться вложенным образом, и ядро не всегда знает, каким был флаг if до начала выполнения текущего тракта. В таких случаях тракт должен сохранять старое значение флага и восстанавливать его в конце своей работы.
Сохранение и восстановление содержимого регистра efiags выполняется с ПОМОЩЬЮ макросов local_irq_save И localirqrestore (соответственно). Макрос localirqsave копирует содержимое регистра efiags в локальную переменную, после чего флаг if сбрасывается инструкцией cii. В конце критической области макрос local irq restore восстанавливает первоначальное содержимое регистра efiags. Таким образом, прерывания включаются, только если они были включены до того, как управляющий тракт ядра выдал ассемблерную инструкцию cii.