x4412&ibox项目实战31－使用中断屏蔽避免并发竞争

armeasy

在单CPU范围内避免竞态的一种简单方法是在进入临界区之前屏蔽系统的中断。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就得以避免了。

有两种方法可以起到中断屏蔽的作用，方法一：

1. void local_irq_disable(void);
   
2. void local_irq_enable(void);

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方法二：

1. void local_irq_save(unsigned long flags);
   
2. void local_irq_restore(unsigned long flags);

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由于Linux系统的异步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，有可能造成数据丢失甚至系统崩溃。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。

这两种方法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，它适宜与自旋锁联合使用。

方法一能够达到禁止中断操作的功能，但是在执行完临界区的程序，执行local_irq_enable时，所有中断都会被打开，这样很可能会带来副作用。方法二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。因此，推荐使用方法二。

如果只是想禁止中断的底半部，应使用local_bh_disable()，使能被local_bh_disable()禁止的底半部应该调用 local_bh_enable()。

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