深入淺出分析Linux裝置驅動程式中斷 （1）(3)

六、中斷處理程序的不可重入性

上一節我們提到有時候需要屏蔽中斷，可是為什麼要將這個中斷屏蔽掉呢？這並不是因為技術上實作不了同一中斷例程的並行，而是出於管理上的考量。之所以在中斷處理的過程中要屏蔽同一IRQ來的新中斷，是因為中斷處理程序是不可重入的，所以不能並行執行同一個中斷處理程序。這裡我們舉一個例子，從這裡子例可以看出如果一個中斷處理程序是可以並行的話，那麼很有可能會發生驅動程式鎖死的情況。當驅動程式鎖死的時候，你的作業系統不一定會崩潰，但是鎖死的驅動程式所支援的那個裝置是不能再使用了--裝置驅動程式死了，裝置也就死了。

其中激發PS1的事件會使A1產生一個中斷，然後B1去讀R1中已有的數據，然後代碼C1向R2中寫數據。而激發PS2的事件會使A2產生一個中斷，然後B2刪除R1中的數據，然後C2讀去R2中的數據。

如果PS1先產生，且當他執行到A1和B1之間的時候，如果PS2產生了，這是A2會產生一個中斷，將PS2中斷掉（掛到任務隊列的尾部），然後刪除了R1的內容。當PS2運行到C2時，由於C1還沒有向R2中寫數據，所以C2將會在這裡被掛起，PS2就睡眠在代碼C2上，直到有數據可讀的時候被信號喚醒。這是由於PS1中的B2原先要讀的R1中的資料被PS2中的B2刪除了，所以PS1頁會睡在B1上，直到有資料可讀的時候被訊號喚醒。這樣一來，喚醒PS1和PS2的事件就永遠不會發生了，因此PS1和PS2之間就鎖死了。

由於裝置驅動程式要和裝置的暫存器打交道，所以很難寫出可以重入的程式碼來，因為裝置暫存器就是全域變數。因此，最簡潔的辦法就是禁止相同裝置的中斷處理程序並行，也就是裝置的中斷處理程序是不可重入的。

有一點一定要清楚：在2.0版本以後的Linux kernel中，所有的上半部都是不可中斷的（上半部的操作是原子性的）；不同設備的下半部可以互相中斷，但一個特定的下半部不能被它自己所中斷（即同一個下半部不能並行）。

由於中斷處理程序要求不可重入，所以程式設計師也不必為編寫可重入的程式碼而頭痛了。以我的經驗，編寫可重入的裝置驅動程式是可以的，編寫可重入的中斷處理程序是非常難得，幾乎不可能。

七、避免競爭條件的出現

我們都知道，一旦競爭條件出現了，就有可能會發生死鎖的情況，嚴重時可能會將整個系統鎖死。所以一定要避免競爭條件的出現。這裡我不多說，大家只要注意一點：絕大多數因為中斷產生的競爭條件，都是在有中斷的核心行程被睡眠造成的。所以在實作中斷的時候，一定要相信謹慎的讓行程睡眠，必要的時候可以使用cli、sti或save_flag、restore_flag。具體細節請參考本文指定參考書。

八、實作

如何實現驅動程式的中斷例程，是各位讀者的事情了。只要你們仔細的閱讀short例程的源代碼，搞清楚編寫驅動程式中斷例程的規則，就可以編寫自己的中斷例程了。只要概念正確，在正確的規則下寫你的程式碼，那就是符合道理的東西。我始終強調，概念是第一位的，能編多少程式碼是很其次的，我們一定要概念正確，才能進行正確的思考。

(T114)

 以上就是深入淺出分析Linux裝置驅動程式中斷 （1）(3)的內容，更多相關內容請關注PHP中文網（www.php.cn）！