SylixOS中斷系統分析

中斷向量表

在SylixOS中，系統默認存在一張大小為256（可以手動配置）的中斷向量表，用於管理SylixOS中的每一個中斷向量。該向量表存在於k_globalvar.h文件中，其定義格式如程序清單1-1所示。

程序清單1-1 系統中斷向量表定義

/*********************************************************************************************************
  系統中斷向量表
*********************************************************************************************************/
__KERNEL_EXT  LW_CLASS_INTDESC        _K_idescTable[LW_CFG_MAX_INTER_SRC];
__KERNEL_EXT  LW_SPINLOCK_DEFINE     (_K_slVectorTable);

_K_idescTable是大小為256的數組，數組元素為256個中斷向量，_K_slVectorTable是一個自旋鎖，用於對中斷向量表的互斥訪問。

_K_idescTable的類型為LW_CLASS_INTDESC，該類型是SylixOS的中斷向量表結構，定義如程序清單1-2所示。

程序清單1-2 中斷向量表結構定義

typedef struct {
    LW_LIST_LINE_HEADER   IDESC_plineAction;                            /*  判斷中斷服務函數列表        */
    ULONG                 IDESC_ulFlag;                                 /*  中斷向量選項                */
    LW_SPINLOCK_DEFINE   (IDESC_slLock);                                /*  自旋鎖                      */
} LW_CLASS_INTDESC;
typedef LW_CLASS_INTDESC *PLW_CLASS_INTDESC;

LW_CLASS_INTDESC類型的原型分析如下：

• IDESC_plineAction是用於管理中斷服務函數的鏈表，通常情況下，一個中斷號對應一個中斷服務函數，那麽該鏈表內只有一個成員；但有些特殊情況，一個中斷號可以對應多個中斷服務函數，則該鏈表有多個成員。

• IDESC_ulFlag 中斷向量選項。

• IDESC_slLock 中斷向量自旋鎖

中斷向量的選項如表1-1所示。

表1-1 中斷向量類型

1.2中斷描述符

在SylixOS中，每一個中斷服務函數對應一個中斷描述符結構，並將該中斷描述符結構加入到中斷向量表對應的表項中，如果一個中斷向量對應多個中斷服務函數，則這些中斷服務函數對應的中斷描述符就組成了一個鏈表，並由中斷向量表對應的表項來進行管理。中斷描述符結構如程序清單1-3所示。

程序清單1-3 中斷描述符結構體定義

typedef struct {
    LW_LIST_LINE          IACT_plineManage;                             /*  管理鏈表                    */
    INT64                 IACT_iIntCnt[LW_CFG_MAX_PROCESSORS];          /*  中斷計數器                  */
    PINT_SVR_ROUTINE      IACT_pfuncIsr;                                /*  中斷服務函數                */
    VOIDFUNCPTR           IACT_pfuncClear;                              /*  中斷清理函數                */
    PVOID                 IACT_pvArg;                                   /*  中斷服務函數參數            */
    CHAR                  IACT_cInterName[LW_CFG_OBJECT_NAME_SIZE];
} LW_CLASS_INTACT;                                                      /*  中斷描述符                  */
typedef LW_CLASS_INTACT  *PLW_CLASS_INTACT;

中斷描述符類型的原型分析：

• IACT_plineManage 管理鏈表，用於將中斷描述符加入到中斷向量表表項

• IACT_iIntCnt 中斷計數器，每一次中斷該數值加1

• IACT_pfuncIsr 中斷服務函數

• IACT_pfuncClear 中斷清理函數

• IACT_pvArg 中斷服務函數參數

• IACT_cInterName 中斷服務函數名字

1.3SylixOS中斷服務函數流程

1.3.1總中斷服務函數

以ARM體系為例，當ARM內核檢測到中斷時，會自動將PC指向中斷異常入口處去執行中斷異常函數，SylixoS的中斷異常函數定義為archIntEntry，它是由匯編語言編寫，可以用ctrl+h來全局查找該函數進行詳細分析。這就是SylixOS的總中斷服務函數，也就是說，無論是哪一個中斷向量產生中斷，都會先進入archIntEntry函數。實際上，在執行工程師自己定義的中斷服務函數之前，需要進行一些準備工作，比如上下文的保存，中斷嵌套的判斷等；執行完工程師自己定義的中斷服務函數後，還需要進行上下文的恢復等操作；這些都是由archIntEntry函數來完成，archIntEntry函數就相當於一層外殼，它對底層工程師隱藏了整個中斷響應復雜的細節。

那麽，archIntEntry函數，來查找中斷服務函數。是如何找到工程師自己定義的中斷服務函數呢?通過分析archIntEntry函數的源代碼可知， archIntEntry函數通過調用bspIntHandle函數，bspIntHandle函數調用archIntHandle函數，來查找中斷服務函數。

1.3.2查找中斷服務函數

archIntHandle函數定義如程序清單1-4所示。

程序清單1-4 archIntHandle函數定義

LW_WEAK VOID  archIntHandle (ULONG  ulVector, BOOL  bPreemptive)

archIntHandle函數原型分析：

• 參數ulVector是中斷向量號

• 參數bPreemptive表示是否允許中斷搶占，這裏只是根據是否允許搶占來判斷是否打開中斷，中斷嵌套上下文的保存是在archIntEntry函數中處理的。

archIntHandle函數的大體流程如圖1-1所示。

圖1-1 中斷服務函數流程

1.3.3中斷服務函數返回值

archIntHandle函數在遍歷中斷服務函數鏈表時，會根據中斷服務函數的返回值判斷是否需要結束遍歷，它的返回值有三種選項，如表1-2所示。

表1-2 中斷服務函數返回值選項

可參考SylixOS GIT上的文檔《TN0032_SylixOS共用中斷號機制》，來對中斷服務函數返回值做更詳細的了解。

2.SylixOS中斷的連接與釋放

在SylixOS中，中斷的連接與釋放的函數分別是API_InterVectorConnect函數和API_InetrVectorDisable函數，下面介紹SylixOS中斷的連接和釋放過程。

2.1SylixOS中斷連接函數簡介

API_InterVectorConnect函數定義如程序清單2-1所示。

程序清單2-1 中斷連接函數

LW_API ULONG            API_InterVectorConnect(ULONG                 ulVector,
                                               PINT_SVR_ROUTINE      pfuncIsr,
                                               PVOID                 pvArg,
                                               CPCHAR                pcName);
                                                                        /*  設置指定向量的服務程序      */

函數API_InterVectorConnect原型分析：

• 函數返回為連接成功或失敗

• 參數ulVector是中斷向量號

• 參數pfuncIsr是中斷服務函數

• 參數pvArg是中斷服務函數參數

• 參數pcName是中斷服務名稱

API_InterVectorConnect函數的功能是將中斷向量號與中斷服務函數進行連接。

API_InterVectorConnect函數的大體流程如圖2-所示。

圖2- 1 中斷服務連接函數流程

SylixOS中斷釋放函數簡介

API_InterVectorDisable函數的定義如程序清單2-2所示。

程序清單2-2 中斷釋放函數

LW_API ULONG    API_InterVectorDisconnect(ULONG                 ulVector,
                                          PINT_SVR_ROUTINE      pfuncIsr,
                                          PVOID                 pvArg);
                                                                        /*  刪除指定向量的服務程序      */

API_InterVectorDisable函數原型分析：

• 函數返回值是釋放成功或失敗

• 參數ulVector是中斷向量號

• 參數pfuncIsr是中斷服務函數

• 參數pvArg是中斷服務函數的參數

API_InterVectorDisable函數僅僅只是釋放與參數pfuncIsr和參數pvArg相對應的中斷服務函數，當一個向量對應多個函數時，它並不會釋放該向量的所有中斷服務函數。

如果要想一次性釋放所有中斷服務函數，SylixOS提供了另外的接口，API_InterVectorDisconnectEx函數，它的定義如程序清單2-3所示。

程序清單2-3 中斷釋放擴展函數

LW_API ULONG    API_InterVectorDisconnectEx(ULONG             ulVector,
                                            PINT_SVR_ROUTINE  pfuncIsr,
                                            PVOID             pvArg,
                                            ULONG             ulOption);
                                                                        /*  刪除指定向量的服務程序      */

API_InterVectorDisconnectEx函數原型分析：

• 該函數的前三個參數與API_InterVectorDisable函數參數相同，實際上API_InterVectorDisable就是調用了該函數。

• 參數ulOption是刪除選項

刪除選項的選項如表2- 1所示。

表2- 1 中斷釋放函數的刪除選項

API_InterVectorDisconnectEx函數的大體流程如圖2-2所示。

圖2-2 中斷釋放函數流程

SylixOS 中斷系統分析