由于下半部是可中断的,所以在它运行期间,如果其它的设备产生了中断,这个下半部可以暂时的中断掉,等到那个设备的上半部运行完了,再回头来运行它。但是有一点一定要注意,那就是如果一个设备中断处理程序正在运行,无论她是运行上半部还是运行下半部,只要中断处理程序还没有处理完毕,在这期间设备产生的新的中断都将被忽略掉。因为中断处理程序是不可重入的,同一个中断处理程序是不能并行的。
在Linux Kernel 2.0以前,中断分为快中断和慢中断(伪中断我们这里不谈),其中快中断的下半部也是不可中断的,这样可以保证它执行的快一点。但是由于现在硬件水平不断上升,快中断和慢中断的运行速度已经没有什么差别了,所以为了提高中断例程事务处理的效率,从Linux kernel 2.0以后,中断处理程序全部都是慢中断的形式了--他们的下半部是可以被中断的。
但是,在下半部中,你也可以进行中断屏蔽--如果某一段代码不能被中断的话。你可以使用cti、sti或者是save_flag、restore_flag来实现你的想法。至于他们的用法和区别,请参看本文指定参考书中断处理部分。
进一步的细节请读者参看本文指定参考书,这里就不再所说了,详细介绍细节不是我的目的,我的目的是整理概念。
五、置中断标志位
在处理中断的时候,中断控制器会屏蔽掉原先发送中断的那个设备,直到她发送的上一个中断被处理完了为止。因此如果发送中断的那个设备载中断处理期间又发送了一个中断,那么这个中断就被永远的丢失了。
之所以发生这种事情,是因为中断控制器并不能缓冲中断信息,所以当前一个中断没有处理完以前又有新的中断到达,他肯定会丢掉新的中断的。但是这种缺陷可以通过设置主处理器(CPU)上的"置中断标志位"(sti)来解决,因为主处理器具有缓冲中断的功能。如果使用了"置中断标志位",那么在处理完中断以后使用sti函数就可以使先前被屏蔽的中断得到服务。
六、中断处理程序的不可重入性
上一节中我们提到有时候需要屏蔽中断,可是为什么要将这个中断屏蔽掉呢?这并不是因为技术上实现不了同一中断例程的并行,而是出于管理上的考虑。之所以在中断处理的过程中要屏蔽同一IRQ来的新中断,是因为中断处理程序是不可重入的,所以不能并行执行同一个中断处理程序。在这里我们举一个例子,从这里子例中可以看出如果一个中断处理程序是可以并行的话,那么很有可能会发生驱动程序锁死的情况。当驱动程序锁死的时候,你的操作系统并不一定会崩溃,但是锁死的驱动程序所支持的那个设备是不能再使用了--设备驱动程序死了,设备也就死了。
其中激发PS1的事件会使A1产生一个中断,然后B1去读R1中已有的数据,然后代码C1向R2中写数据。而激发PS2的事件会使A2产生一个中断,然后B2删除R1中的数据,然后C2读去R2中的数据。
如果PS1先产生,且当他执行到A1和B1之间的时候,如果PS2产生了,这是A2 会产生一个中断,将PS2中断掉(挂到任务队列的尾部),然后删除了R1的内容。当PS2运行到C2时,由于C1还没有向R2中写数据,所以C2将会在这里被挂起,PS2就睡眠在代码C2上,直到有数据可读的时候被信号唤醒。这是由于PS1中的B2原先要读的R1中的数据被PS2中的B2删除了,所以 PS1页会睡眠在B1上,直到有数据可读的时候被信号唤醒。这样一来,唤醒PS1和PS2的事件就永远不会发生了,因此PS1和PS2之间就锁死了。
由于设备驱动程序要和设备的寄存器打交道,所以很难写出可以重入的代码来,因为设备寄存器就是全局变量。因此,最简洁的办法就是禁止同一设备的中断处理程序并行,即设备的中断处理程序是不可重入的。
有一点一定要清楚:在2.0版本以后的Linux kernel中,所有的上半部都是不可中断的(上半部的操作是原子性的);不同设备的下半部可以互相中断,但一个特定的下半部不能被它自己所中断(即同一个下半部不能并行)。
由于中断处理程序要求不可重入,所以程序员也不必为编写可重入的代码而头痛了。以我的经验,编写可重入的设备驱动程序是可以的,编写可重入的中断处理程序是非常难得,几乎不可能。
七、避免竞争条件的出现
我们都知道,一旦竞争条件出现了,就有可能会发生死锁的情况,严重时可能会将整个系统锁死。所以一定要避免竞争条件的出现。这里我不多说,大家只要注意一点:绝大多数由于中断产生的竞争条件,都是在带有中断的内核进程被睡眠造成的。所以在实现中断的时候,一定要相信谨慎的让进程睡眠,必要的时候可以使用cli、sti或者save_flag、restore_flag。具体细节请参看本文指定参考书。
八、实现
如何实现驱动程序的中断例程,是各位读者的事情了。只要你们仔细的阅读short例程的源代码,搞清楚编写驱动程序中断例程的规则,就可以编写自己的中断例程了。只要概念正确,在正确的规则下编写你的代码,那就是符合道理的东西。我始终强调,概念是第一位的,能编多少代码是很其次的,我们一定要概念正确,才能进行正确的思考。
-- 原文链接: http://linux.ccidnet.com/art/3067/20061008/915207_1.html
|