问题描述
最近，在一次采访中有人问我这个问题，关于如果我们通过互斥体实现中断时中断所产生的关键部分的影响。如果关键部分以用户代码或内核代码实现，是否会有效果？
解决方法
这取决于临界区的范围和临界区的实现。临界区是应用于一段代码的约束，用于阻止对某些共享数据的并发访问。
在单核微控制器上
需要保护以下类型的数据。
- 数据仅在多个线程之间共享
- 数据仅在多个中断之间共享
- 线程和中断之间共享的数据
可以通过以下方式实现临界区
- 禁用所有中断（在用户上下文和操作系统内核上下文中可用）
- 使用操作系统软件互斥锁（在用户上下文中可用）
对于选项 1，由于操作系统，特别是上下文切换器是使用中断实现的，这也将有效地禁用操作系统上下文切换和临时多线程。这确保只有当前线程或中断上下文可以访问数据。 因此禁用中断是对所有 3 种共享数据的有效保护。 然而，临时禁用中断会增加微控制器的中断延迟和操作系统的调度延迟，因为中断处理程序和操作系统可以响应直到中断被重新启用。
如果数据仅在线程之间共享，则可以选择使用操作系统软件互斥锁来实现临界区。操作系统一次限制一个线程对锁定的互斥锁的访问，如果线程只在获取互斥锁上的锁时访问数据，则对数据的访问受到保护。 OS 软件互斥锁通过 OS 调度保护共享数据，并且在临界区期间 OS 和中断保持完全运行。这种类型的实现不会阻止在临界区处理中断，也不会阻止未受影响线程的调度。
操作系统软件互斥锁不能有效保护线程和中断之间共享的数据，因为操作系统无法通过调度来防止中断。
如果操作系统本身依赖共享数据，或者没有操作系统时，由于操作系统互斥锁尚不可用，通常会看到操作系统代码或裸机代码禁用中断以获得临界区。