Question

在SMP机器上，我们必须使用spin_lock_irqsave而不是spin_lock_irq来自中断上下文。

为什么我们要保存标志（包含IF）？

还有其他可能打断我们的中断程序吗？

Answer 1

spin_lock_irqsave主要用于在进行自旋锁之前保存中断状态，这是因为当在中断上下文中进行锁定时，自旋锁会禁用中断，并在解锁时重新启用它。保存中断状态，以便它可以再次恢复中断。

示例：

假设在获得自旋锁之前禁用了中断x
spin_lock_irq将禁用中断x并执行锁定
spin_unlock_irq将启用中断x。

因此，在释放锁定后的第3步中，我们将启用中断x，这在获取锁定之前已被禁用。

因此，只有当您确定中断未被禁用时，您才应spin_lock_irq，否则您应始终使用spin_lock_irqsave。

Answer 2

我是内核的新手，但是从我从Robert Love的书“Linux内核开发”中收集到的内容，如果在代码开始锁定之前处理器上已经禁用了中断，当你调用spin_unlock_irq时，你将错误地释放锁定方式。如果您保存标志并使用标志释放它，则函数spin_lock_irqsave将仅将中断返回到其先前的状态。

spin_lock_irqsave

的示例

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

spin_lock_irq（没有irqsave）的示例：

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 3

除了spin_lock_irqsave之外，spin_lock_irq的需求与local_irq_save(flags)之外的local_irq_disable非常相似。以下是Robert Love的Linux内核开发第二版对此要求的一个很好的解释。

如果有中断，则local_irq_disable（）例程很危险在调用之前已经禁用。相应的电话尽管如此，local_irq_enable（）无条件地启用中断事实上，他们开始时。相反，需要一种机制将中断恢复到以前的状态。这是一个普遍关注的问题因为内核中的给定代码路径可以用和来达到没有启用中断，具体取决于调用链。例如，想象一下前面的代码片段是一个更大的函数的一部分。想象一下，这个函数被另外两个函数调用，其中一个函数禁用中断和不中断。因为它正在成长随着内核在大小和复杂性方面的增长而更难以了解所有代码导致函数的路径，保存状态更安全禁用它之前的中断系统。然后，当你准备好了重新启用中断，您只需将它们恢复到原始状态：

unsigned long flags;

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

请注意，这些方法至少部分实现为宏，因此   flags参数（必须定义为unsigned long）是   看似通过了价值。此参数包含   包含中断状态的体系结构特定数据   系统。因为至少有一个支持的架构合并   将信息堆叠成值（ahem，SPARC），标志不能传递   到另一个函数（具体来说，它必须保持在同一个堆栈上   帧）。出于这个原因，调用save和恢复调用   中断必须出现在同一个函数中。

可以从中断和中调用所有以前的函数   过程背景。

Answer 4

阅读链接到Robert Loves Why kernel code/thread executing in interrupt context cannot sleep?的article，我读到了这个：

一些中断处理程序（已知） Linux作为快速中断处理程序）运行在本地的所有中断处理器禁用。这样就完成了确保中断处理程序运行没有中断，尽快可能。更重要的是，所有中断处理程序与他们的当前运行所有中断线都被禁用处理器。这确保了两个中断处理程序也是如此中断线不运行同时。它还可以防止设备司机作家不得不处理递归中断，这复杂化编程。

Answer 5

下面是Linux内核4.15.18中代码的一部分，该代码显示spiin_lock_irq（）将调用__raw_spin_lock_irq（）。但是，它不会保存任何标志，因为您可以在代码的下面看到，但是禁用了中断。

  static inline void __raw_spin_lock_irq(raw_spinlock_t *lock)
    {
        local_irq_disable();
        preempt_disable();
        spin_acquire(&lock->dep_map, 0, 0, _RET_IP_);
        LOCK_CONTENDED(lock, do_raw_spin_trylock, do_raw_spin_lock);
    }

下面的代码显示spin_lock_irqsave（），它保存标志的当前阶段，然后抢先禁用。

static inline unsigned long __raw_spin_lock_irqsave(raw_spinlock_t *lock)
{
    unsigned long flags;

    local_irq_save(flags);
    preempt_disable();
    spin_acquire(&lock->dep_map, 0, 0, _RET_IP_);
    /*
     * On lockdep we dont want the hand-coded irq-enable of
     * do_raw_spin_lock_flags() code, because lockdep assumes
     * that interrupts are not re-enabled during lock-acquire:
     */
#ifdef CONFIG_LOCKDEP
    LOCK_CONTENDED(lock, do_raw_spin_trylock, do_raw_spin_lock);
#else
    do_raw_spin_lock_flags(lock, &flags);
#endif
    return flags;
}

Answer 6

这个问题从错误的断言开始： On an SMP machine we must use spin_lock_irqsave and not spin_lock_irq from interrupt context.

这两个都不应该在中断中使用 SMP或UP上的上下文。也就是说，spin_lock_irqsave() 可以从中断上下文中使用，因为它更通用（可以在中断和正常情况下使用），但是您应该在中断上下文中使用spin_lock()，和spin_lock_irq()或spin_lock_irqsave()（从正常上下文中）。使用spin_lock_irq()几乎总是错误的事情在中断上下文中执行此SMP或UP。可能有效因为大多数中断处理程序都在本地启用IRQ的情况下运行，但是你不应该尝试。

spin_lock_irqsave vs spin_lock_irq

6 个答案: