内核中的原子上下文

原文地址：http://www.cnblogs.com/openix/archive/2013/03/09/2952057.html
内核的一个基本原则就是：在中断或者说原子上下文中，内核不能访问用户空间，而且内核是不能睡眠的。也就是说在这种情况下，内核是不能调用有可能引起睡眠的任何函数。一般来讲原子上下文指的是在中断或软中断中，以及在持有自旋锁的时候。内核提供了四个宏来判断是否处于这几种情况里：

#define in_irq()     (hardirq_count()) //在处理硬中断中
#define in_softirq()     (softirq_count()) //在处理软中断中
#define in_interrupt()   (irq_count()) //在处理硬中断或软中断中
#define in_atomic()     ((preempt_count() & ~PREEMPT_ACTIVE) != 0) //包含以上所有情况

这四个宏所访问的count都是thread_info->preempt_count。这个变量其实是一个位掩码。最低8位表示抢占计数，通常由spin_lock/spin_unlock修改，或程序员强制修改，同时表明内核容许的最大抢占深度是256。
8－15位表示软中断计数，通常由local_bh_disable/local_bh_enable修改，同时表明内核容许的最大软中断深度是256。
位16－27是硬中断计数，通常由enter_irq/exit_irq修改，同时表明内核容许的最大硬中断深度是4096。
第28位是PREEMPT_ACTIVE标志。用代码表示就是：

PREEMPT_MASK: 0x000000ff
SOFTIRQ_MASK: 0x0000ff00
HARDIRQ_MASK: 0x0fff0000

凡是上面4个宏返回1得到地方都是原子上下文，是不容许内核访问用户空间，不容许内核睡眠的，不容许调用任何可能引起睡眠的函数。而且代表thread_info->preempt_count不是0，这就告诉内核，在这里面抢占被禁用。

但是，对于in_atomic()来说，在启用抢占的情况下，它工作的很好，可以告诉内核目前是否持有自旋锁，是否禁用抢占等。但是，在没有启用抢占的情况下，spin_lock根本不修改preempt_count，所以即使内核调用了spin_lock，持有了自旋锁，in_atomic()仍然会返回0，错误的告诉内核目前在非原子上下文中。所以凡是依赖in_atomic()来判断是否在原子上下文的代码，在禁抢占的情况下都是有问题的。