基於SylixOS的中斷淺析
目 錄
1.中斷... 1
1.1 中斷的定義... 1
1.2 中斷的分類... 1
1.2.1 外部中斷... 1
1.2.2 內部中斷... 1
2. SylixOS下的中斷淺析... 2
2.1 SylixOS信號系統... 2
2.2 SylixOS時間管理... 2
2.3 SylixOS中斷相關的shell指令... 2
2.3.1
2.3.2 ss查看系統中所有線程與中斷系統堆棧使用情況... 3
3. 參考資料... 4
1. 中斷
1.1 中斷的定義
中斷是指處理機處理程序運行中出現的緊急事件的整個過程。程序運行過程中，系統外部、系統內部或者現行程序本身若出現緊急事件，處理機立即中止現行程序的運行，自動轉入相應的處理程序(中斷服務程序)，待處理完後，再返回原來的程序運行，這整個過程稱為程序中斷，當處理機接受中斷時，只需暫停一個或幾個周期而不執行處理程序的中斷，稱為簡單中斷。
1.2 中斷的分類
簡單來說中斷就是發生了某種事件需要通知CPU進行處理，如果把中斷事件按照來源分類，來自CPU外部的中斷就稱為外部中斷，來自CPU內部的中斷稱為內部中斷。再進行細分，外部中斷按是否導致宕機來劃分，可分為可屏蔽中斷和不可屏蔽中斷，而內部中斷按中斷正常與否來劃分則可分為軟中斷和異常。
1.2.1 外部中斷
外部中斷是指來自CPU外部的中斷，而外部的中斷源必須是某個硬件，所以這種類型的中斷又可以被叫做硬件中斷，對於這種情況CPU提供統一的接口作為中斷信號的公共線路，所有來自外設的中斷信號都共享公共線路連接到CPU。而CPU則為用戶提供了兩條信號線
可屏蔽中斷作為外部中斷的一種，其本質上是指該外部設備發出的中斷，CPU可以選擇不處理，因為該種中斷不會導致系統宕機，所以可以通過EFlags寄存器的IF位將這些中斷屏蔽，可屏蔽中斷時通過INTR引腳進入CPU的。像外部設備如網卡，硬盤等發出的中斷都是可屏蔽中斷。
不可屏蔽中斷則是通過NMI引腳進入CPU的，它表示系統中發生了致命的錯誤，它等同於宣布：計算機宕機了。比如常見的內存讀寫錯誤，更直接的如掉電等，這樣的問題一旦出現，CPU是無法當做沒有發生而繼續執行其他任務的，所以EFlags寄存器中的IF位對齊也對這種情況無效。
1.2.2 內部中斷
內部中斷表示CPU內部產生的中斷，可以劃分為軟中斷和異常。
軟中斷就是由軟件主動發起的中斷，由於這種類型的中斷是由軟件主動發起的，所以它是主觀產生的中斷，一般來說並不是客觀上某種內部的錯誤。同時部分具備異常的“錯誤”結果的軟中斷也可以被看作是異常。
異常是另一種內部中斷，是指指令執行期間CPU內部產生的錯誤引起的，所以它不受標誌寄存器EFlags中IF位的影響。同時異常也可以按照其輕重程度分為以下三種：
1．Fault，即故障，這種錯誤是可以被修復的，屬於最輕的一種異常，通常CPU將問題修復後會將機器狀態恢復到異常之前的狀態。
2．Trap，即陷阱，異常發生時為了讓中斷處理程序返回後能夠繼續向下執行，CPU將中斷處理程序的返回地址指向導致異常指令的下一個指令。
3．Abort，即終止，這種情況是最為嚴重的異常類型，一旦出現，由於錯誤的嚴重性無法及時修復，程序將無法繼續運行，操作系統為了自身的安全性只能將此程序從進程表中去掉，一般導致此異常的錯誤通常是硬件錯誤，或者某些系統數據結構出錯。
2. SylixOS下的中斷淺析
2.1 SylixOS信號系統
信號是軟件層次上模擬的中斷，很多比較重要的應用程序都需要處理信號，信號提供了一種處理異步事件的方法，例如，中斷用戶鍵入中斷鍵，會通過信號機制停止一個程序，信號處理流程如圖 21。
圖 21信號處理流程
每個信號都有自己的名字，信號的名字都以“SIG”開頭。目前SylixOS可以支持63種不同的信號，其中包括標準信號和實時信號。
2.2 SylixOS時間管理
SylixOS要求提供定時中斷，以實現延時與超時控制等功能，定時中斷也叫時鐘節拍，以下函數由TICK中斷調用：
API_KernelTicks: SylixOS 普通定時器周期中斷；
API_TimerHTicks: SylixOS 高速定時器周期中斷。
2.3 SylixOS中斷相關的shell指令
2.3.1 ints查看系統中斷向量表信息
格式：
ints
ints cupidstart
ints cupidstart cupidend
說明：
該命令用於顯示所有CPU的中斷向量表信息 。ints cupidstart顯示CPU ID大於等於cupidstart上的中斷向量表信息。ints cupidstart cupidend則顯示CPU ID大於等於cupidstart且小於等於cpuidend上的中斷向量表信息。
返回值：
執行返回0。
備註：
本虛擬機只有1個CPU。
樣例：
圖 2-2指令ints樣例
配置：
該命令屬於系統提供的tshell命令，當LW_CFG_SHELL_EN>0時，會允許操作系統提供tshell命令，則包含該命令。
函數接口：
ints命令是通過C語言函數實現的，函數原型是：
static INT __tshellSysCmdInts(INT iArgC, PCHAR ppcArgV[]);
2.3.2 ss查看系統中所有線程與中斷系統堆棧使用情況
格式：
ss
說明：
該命令用來查看線程和中斷堆棧的使用情況。
返回值：
執行返回0。
備註：
無。
樣例：
圖 23指令ss樣例
配置：
該命令屬於系統提供的tshell命令，當LW_CFG_SHELL_EN>0時，會允許操作系統提供tshell命令，則包含該命令。
函數接口：
ss命令是通過c語言函數實現的，函數原型是：
static INT __tshellSysCmdSs (INTiArgC, PCHAR ppcArgV[]);
3. 參考資料
《操作系統真相還原》
《SylixOS應用開發手冊》
基於SylixOS的中斷淺析