中断处理期间禁用中断

Question

为什么当内核当前处理中断时中断被禁用？

如果错过了带有重要信息的中断怎么办？

Answer 1

这样可以防止“堆叠中断”导致内核堆栈溢出。它还可以防止死锁和/或“钉扎”。

大多数硬件不会“失去”一个中断。在中断期间，CPU的“中断标志”被清除，但是中断控制器--一个单独的猛兽--仍然可用/启用来记录新的中断。如果CPU正在处理hardware_A的中断(在“中断服务例程”ISR_A中)，则仍然可以断言hardware_B的中断。它将被中断控制器记住，只是在那个时候它不会中断CPU。当ISR_A返回时，中断标志在退出时重新启用，现在将立即输入ISR_B (其调用堆栈帧将在与ISR_A相同的内存位置启动)。

虽然中断不会丢失/删除，但ISRs应该是短时间执行，以尽量减少延迟。换句话说，ISR_A不应该花费太长时间，以至于hardware_B在等待ISR服务时会溢出某些内部状态/缓冲区，因为它会继续积累数据。

最小化延迟是谨慎的内核设计和ISR设计的一部分。在Linux中，ISRs可以分解为ISR部分和“底部部分”或"tasklet“部分。中断禁用的ISR完成了设备服务/安静所需的最低限度(例如，清除设备中的一点，以防止它立即重新插入中断)。

然后，它启用了相应的任务线程，该任务在启用中断的情况下运行，以执行可能需要更长时间的更费力的操作。尽管名称是Tasklet，但它不像出现在"ps“中的完整任务/进程。它们是一种非常轻量级/高效的方法，可以分散ISR必须完成的工作，以减少延迟。

Answer 2

我们来回答每一个问题。

内核当前处理中断时为什么禁用中断?

虽然有许多类型的中断，如I/O、计时器、看门狗、串行端口、外围设备和DMA，但让我们以I/O为例。我们将讨论一个原始案例并将其扩展到内核中。

想象一下，火灾报警/传感器位0/1连接到CPU的特定中断引脚。0是正常状态，1是火！然后将输入的中断配置为“级别触发”。一旦传感器触发1，ISR就必须执行相关代码，以发出警报或自动拨打消防部门的电话。当您进入ISR时，通常应该清除中断。如果它未被清除，硬件将继续中断CPU，ISR内部的安全代码将永远不会执行。

此外，CPU需要维护其当前执行状态的堆栈。反复出现的中断使它成为一个复杂的情况。

第二个例子是“边缘触发”或“转换触发”，假设输入行/引脚(NRZ编码)上出现了一系列位。如果ISR的工作是将这些比特组装成单词(8,16,32不管长度)，我们需要清除中断，将该位组装成缓冲区，并在循环中再次启用中断。不清除中断将导致故障-y转换错误，只有1位为2位。

因此，实践是设置和启用中断，如果中断，清除它，执行ISR代码，并启用中断在任何相关的地方。

内核

内核本身是一段关键的代码，调度程序(也是OS定时器、OS时钟)依赖于硬件定时器中断。CPU中包含中断逻辑的硬件部分维护状态转换.它还具有启用、禁用、掩蔽和设置中断优先级的硬连接逻辑。

如果内核模块或潜水员模块应该安全地执行代码，则只有在执行处理程序之前禁用中断才能获得确定性行为。

如果错过了带有重要消息的中断怎么办?

中断处理不应该太长(在启用中断之前)。根据中断的频率和处理程序的复杂性，应该正确地设计代码。