Linux内核学习记录

中断控制

Robert Love的LKD中提到了用于关闭和开启中断的API

local_irq_disable();
local_irq_enable();

秉持着学习的原则,我们很自然的就会想看当前6.X内核的实现,

//include/linux/irqflags.h
#define local_irq_enable()	do { raw_local_irq_enable(); } while (0)
#define local_irq_disable()	do { raw_local_irq_disable(); } while (0)

可以看到这两个函数由宏进行实现,继续往下找:

//include/linux/irqflags.h
#define raw_local_irq_disable()		arch_local_irq_disable()
#define raw_local_irq_enable()		arch_local_irq_enable()//...static __always_inline void arch_local_irq_disable(void)
{native_irq_disable();
}static __always_inline void arch_local_irq_enable(void)
{native_irq_enable();
}

最后我们来到arch/x86/include/asm/irqflags.h:

arch/x86/include/asm/irqflags.h
static __always_inline void native_irq_disable(void)
{asm volatile("cli": : :"memory");
}static __always_inline void native_irq_enable(void)
{asm volatile("sti": : :"memory");
}

可以看到在x86_64体系结构下,中断的开启和关闭由指令cli和sti进行控制

顺便在看看aarch64:

static __always_inline void __daif_local_irq_disable(void)
{barrier();asm volatile("msr daifset, #3");barrier();
}static __always_inline void __daif_local_irq_enable(void)
{barrier();asm volatile("msr daifclr, #3");barrier();
}

barrier() 在这里起到的作用(来自Gemini3 Pro):

• 防止乱序 (Stop Reordering)： 编译器（如 GCC）为了让程序跑得更快，通常会打乱代码的执行顺序。barrier() 就像一道墙，它告诉编译器：“墙上面的代码必须在墙上面执行，墙下面的代码必须在墙下面执行，不准跨越。”

• 防止乱序 (Stop Reordering)： 编译器（如 GCC）为了让程序跑得更快，通常会打乱代码的执行顺序。barrier() 就像一道墙，它告诉编译器：“墙上面的代码必须在墙上面执行，墙下面的代码必须在墙下面执行，不准跨越。”

• 保护临界区 (Protect Critical Section)： 在“关中断”和“开中断”之间的代码（临界区）是非常敏感的。

  • 如果没有 barrier()，编译器可能会把本该在临界区内执行的变量读写操作，移到关中断之前（导致竞态）或开中断之后。

  • barrier() 强制编译器把关键代码老老实实地放在这两条汇编指令中间。

• 只针对编译器 (Software only)： 它不会生成任何 CPU 机器指令（它是空的汇编指令 asm volatile("": : :"memory")）。它只约束编译阶段，不影响 CPU 运行时的乱序（那是内存屏障 dmb/dsb 的事）。