local_irq_save与local_irq_disable

如果你要禁止所有的中断该怎么办? 在2.6内核中,可以通过下面两个函数中的其中任何一个关闭当前处理器上的所有中断处理，这两个函数定义在 <asm/system.h>中:
    void local_irq_save(unsigned long flags);
    void local_irq_disable(void);
    对 local_irq_save的调用将把当前中断状态保存到flags中，然后禁用当前处理器上的中断发送。注意, flags 被直接传递, 而不是通过指针来传递。 local_irq_disable不保存状态而关闭本地处理器上的中断发送; 只有我们知道中断并未在其他地方被禁用的情况下，才能使用这个版本。
    可通过如下函数打开中断:
    void local_irq_restore(unsigned long flags);
    void local_irq_enable(void);
    第一个版本将local_irq_save保存的flags状态值恢复, 而local_irq_enable无条件打开中断. 与 disable_irq不同, local_irq_disable不会维护对多次的调用的跟踪。 如果调用链中有多个函数需要禁止中断, 应该使用local_irq_save.
    在2.6内核, 没有方法全局禁用整个系统的所有中断。 内核开发者认为关闭所有中断的代价太高，因此没有必要提供这个能力。如果读者使用的老驱动程序调用了类似cli和sti这样的函数，为了该驱动程序能够在2.6下使用，则需要进行修改而使用正确的锁。

    in_interrupt()是判断当前进程是否处于中断上下文，这个中断上下文包括底半部和硬件中断处理过程，

函数实现：

     #define in_interrupt() ({ const int __cpu = smp_processor_id(); /
          (local_irq_count(__cpu) + local_bh_count(__cpu) != 0); })

判断中断计数和底半部计数是否〉0，如果只希望判断是否在硬件中断上下文，则可以使用：in_irq()。

local_irq_disable() , local_irq_enable() , local_irq_save() 和 local_irq_restore() 为中断处理函数，主要是在要进入临界区时禁止中断和在出临界区时使能中断。local_irq_disable() 和 local_irq_enable() 配对使用；而 local_irq_save() 则和  local_irq_restore()  配对使用。


local_irq_disable() 和 local_irq_save() 都可以禁止中断，但不同的是后者可以保存中断状态。
local_irq_restore() 在使能中断的同时还恢复了由 local_irq_save() 所保存的中断状态。


这 4 个宏定义在 include/linux/Irqflag.h 中：

#define local_irq_enable() \
    do { trace_hardirqs_on(); raw_local_irq_enable(); } while (0)
#define local_irq_disable() \
    do { raw_local_irq_disable(); trace_hardirqs_off(); } while (0)
#define local_irq_save(flags) \
    do { raw_local_irq_save(flags); trace_hardirqs_off(); } while (0)


#define local_irq_restore(flags)                \
    do {                            \
        if (raw_irqs_disabled_flags(flags)) {        \
            raw_local_irq_restore(flags);        \
            trace_hardirqs_off();            \
        } else {                    \
            trace_hardirqs_on();            \
            raw_local_irq_restore(flags);        \
        }                        \
    } while (0)

其中，raw_local_irq_disable() 在 include/asm-i386/Irqflag.h定义为：

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static inline void raw_local_irq_disable(void){    native_irq_disable();    }

从 native_irq_disable() 的名字可以看到是”禁止本地中断“ 。禁止本地中断并不保护运行在另一个CPU上的中断处理程序对该数据结构的并发访问。native_irq_disable() 同样定义在 include/asm-i386/Irqflag.h 中：

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static inline void native_irq_disable(void){    asm volatile("cli": : :"memory");}

指令 cli 会清除 eflags 控制寄存器中的IF标志，这样就禁止了中断。


同样可以看到 local_irq_enable() 的最终定义为：

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static inline void native_irq_enable(void){    asm volatile("sti": : :"memory");}

指令 cli 会设置 eflags 控制寄存器中的IF标志，这样就使能了中断。


有时候，为了避免中断处理程序对 eflags 寄存器内容的破坏，在进入临界区时使用 local_irq_save() 来保存 eflags 寄存器(将 elfags 保存在一个变量中)以及在出临界区时用 local_irq_restore() 来恢复 eflags 寄存器。同样在include/asm-i386/Irqflag.h 有定义：


对应于 local_irq_save() 有：

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static inline unsigned long native_save_fl(void){    unsigned long f;    asm volatile("pushfl ; popl %0":"=g" (f): /* no input */);    return f;}

上面，先将 eflags 压入栈中，然后再弹出到 f 变量中将其保存起来。


对应于 local_irq_restore() 有：

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static inline void native_restore_fl(unsigned long f){    asm volatile("pushl %0 ; popfl": /* no output */                 :"g" (f)                 :"memory", "cc");}

上面，将变量 f 压入栈，然后弹到 eflags 中。另外，cc 是因为汇编指令会修改 eflags 寄存器时而采用。

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对于单 CPU，非抢占的情况，假如有：

local_irq_disable()
/* 临界区代码 */
local_irq_enable()

这里，如果当执行到 local_irq_disable() 时，中断已经被禁止。那么在退出临界区时，再执行 local_irq_enable() 时会使所有的中断都打开，这样是可能带来副作用的，修正这种情况的办法是使用 local_irq_save() 和 local_irq_restore()。