Требуется ли спин-блокировка для каждого обработчика прерываний?

В главе 5 ULK автор утверждает следующее:

"... каждый обработчик прерываний сериализуется по отношению к самому себе, то есть он не может выполнять более одного одновременно. Таким образом, доступ к структуре данных не требует примитивов синхронизации"

Я не совсем понимаю, почему обработчики прерываний "сериализуются" на современных процессорах с несколькими ядрами. Я думаю, что возможно, что один и тот же ISR может работать одновременно на разных ядрах, верно? Если это произойдет, если вы не используете спин-блокировку для защиты своих данных, она может прийти в состояние гонки.

Итак, мой вопрос в современной системе с несколькими процессорами для каждого обработчика прерываний, который вы собираетесь писать, который будет читать и записывать некоторые данные, всегда нужен спин-блоки?

Ответы

Ответ 1

При выполнении обработчиков прерываний ядро ​​явно отключает эту конкретную строку прерывания на контроллере прерываний, поэтому один обработчик прерываний не может выполняться несколько раз одновременно. (Однако обработчики других прерываний могут работать одновременно.)

Ответ 2

Уточнение: согласно CL. примечание ниже - ядро ​​не запустит обработчик прерываний для одного и того же прерывания, но если у вас есть несколько регистраций одного и того же обработчика прерываний для нескольких прерываний, чем, как я считаю, правильный ответ.

Вы правы, что один и тот же обработчик прерываний может работать одновременно на нескольких ядрах и что общие данные должны быть защищены. Однако спин-блокировка не является единственным и, конечно, не всегда рекомендуемым способом достижения этого.

Для защиты общих данных может использоваться множество других методов синхронизации, данных из одного процессора, доступа к общим данным только с использованием атомных операций и даже вариантов Read-Copy-Update.

Ответ 3

В обработчике прерываний не всегда нужна спин-блокировка.

Обратите внимание на одно: Когда прерывание определенного устройства происходит на контроллере прерываний, это прерывание отключается на контроллере прерываний и, следовательно, на всех ядрах для этого конкретного устройства. Таким образом, прерывание одного и того же устройства не может поступать на весь процессор одновременно. Таким образом, в нормальном случае не будет никакой блокировки спина, поскольку код не будет повторно включен.

Хотя есть два случая ниже, в которых спин-блокировка необходима в обработчике прерываний.

  • Обратите внимание, что когда прерывание происходит от устройства и линии IRQ, эти ядра отключают все остальные прерывания на этом ядре, а также для этого прерывания устройства на другом ядре. Прерывание от других устройств может происходить на другом ядре.

Таким образом, может быть случай, когда один и тот же обработчик прерываний зарегистрирован для разных устройств. например: - request_irq (А, FUNC,..); reqest_irq (В, FUNC,..); для устройства вызывается функция обработчика прерываний. для устройства B вызывается тот же самый обработчик прерываний. Таким образом, спин-блокировка должна использоваться в этом случае, чтобы предотвратить условие поднятия.

  1. Когда тот же ресурс используется в обработчике прерываний, а также какой-то другой код, который выполняется в контексте процесса. Например: - есть ресурс A Таким образом, может быть случай, когда один сердечник работает в режиме прерывания, обработчик прерываний и модифицирует ресурс A и другие ядра в контексте процесса и также модифицирует один и тот же ресурс в каком-либо другом месте. Поэтому, чтобы представить условие повышения для этого ресурса, мы должны использовать блокировку спина.

Ответ 5

Если критически важные данные распределяются по б/з обработчику прерываний и вашему процессу (может быть потоком ядра), тогда вам необходимо защитить свои данные, и, следовательно, требуется прямая блокировка. Общим ядром для спин-блокировки является: spin_lock(). Существуют также варианты этих api, например. spin_lock_irqsave(), который может помочь избежать проблем с тупиком, с которыми можно столкнуться при приобретении/удержании спиновых блокировок. Пожалуйста, перейдите по ссылке ниже, чтобы найти информацию о предмете: http://www.linuxjournal.com/article/5833