in-interrupt-principle.md

in_interrupt() 原理

in_interrupt() 宏主要用于判断当前执行上下文是否处于中断上下文中，其定义如下：

#define in_interrupt()  irq_count()
#define irq_count()     (preempt_count() & (0x0FFF0000 | 0x0000FF00))
#define preempt_count() (current_thread_info()->preempt_count)

所以最终展开如下：

#define in_interrupt()  ((current_thread_info()->preempt_count) & (0x0FFFFF00))

其中 current_thread_info() 函数会返回一个类型为 struct thread_info 的指针，此指针指向当前线程的信息，struct thread_info 结构定义如下：

struct thread_info {
    struct task_struct *task; /* main task structure */
    ...
    unsigned long flags;      /* low level flags */
    unsigned long status;     /* thread-synchronous flags */
    __u32 cpu;                /* current CPU */
    int preempt_count;        /* 0 => preemptable, <0 => BUG */
    ...
};

struct thread_info 结构中的 preempt_count 字段有 3 个用途：

• 记录当前执行上下文是否处于硬中断上下文中。
• 记录当前执行上下文是否处于软中断上下文中。
• 记录当前执行上下文是否禁止内核抢占。

由于 preempt_count 字段的类型为 整型，所以内核将其分为3个部分，如下图所示：

         hardirq   softirq  preempt
      /          \/       \/       \
+====+============+========+========+
|....|............|........|........|
+====+============+========+========+
31                                  0

• 内核抢占计数器占用 preempt_count 字段的 0 ~ 7 位。
• 软中断中断计数器占用 preempt_count 字段的 8 ~ 15 位。
• 硬中断中断计数器占用 preempt_count 字段的 16 ~ 27 位。

当外部设备发生中断时，内核会调用 irq_enter() 宏来标记进入硬中断上下文，irq_enter() 宏展开后如下所示：

#define irq_enter() \
    do { current_thread_info()->preempt_count += (1UL << 16); } while (0)

从上面代码可以看出，irq_enter() 宏就是增加硬中断计数器的值。