我們今天來(lái)看看中斷，什么是中斷呢？中斷是一種處理器與外設(shè)進(jìn)行通信的機(jī)制，它用于“通知”處理器外部有“重要事件”發(fā)生。在一般情況下，中斷需要被處理器響應(yīng)。下來(lái)我們來(lái)看看中斷服務(wù)程序（ISR）：1、從外設(shè)中讀取中斷狀態(tài)寄存器的值，以便了解中斷類型；2、根據(jù)中斷類型具體設(shè)計(jì)處理邏輯；3、清除外設(shè)狀態(tài)寄存器中的中斷標(biāo)識(shí)位；4、清除處理器中的中斷標(biāo)識(shí)位。具體過(guò)程如下

成都創(chuàng)新互聯(lián)是一家集網(wǎng)站建設(shè),鄂托克企業(yè)網(wǎng)站建設(shè),鄂托克品牌網(wǎng)站建設(shè),網(wǎng)站定制,鄂托克網(wǎng)站建設(shè)報(bào)價(jià),網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,鄂托克網(wǎng)站推廣為一體的創(chuàng)新建站企業(yè)，幫助傳統(tǒng)企業(yè)提升企業(yè)形象加強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力?？沙浞譂M足這一群體相比中小企業(yè)更為豐富、高端、多元的互聯(lián)網(wǎng)需求。同時(shí)我們時(shí)刻保持專業(yè)、時(shí)尚、前沿，時(shí)刻以成就客戶成長(zhǎng)自我，堅(jiān)持不斷學(xué)習(xí)、思考、沉淀、凈化自己，讓我們?yōu)楦嗟钠髽I(yè)打造出實(shí)用型網(wǎng)站。

        我們看到先是外部設(shè)備觸發(fā)中斷，然后處理器響應(yīng)，進(jìn)行當(dāng)前上下文信息的保存。再通過(guò)獲得外部設(shè)備中斷的類型，當(dāng)外部設(shè)備的類型傳進(jìn)來(lái)之后處理器再進(jìn)行相應(yīng)的處理。處理完之后再清除外部中斷的標(biāo)志位，進(jìn)而清除中斷的標(biāo)志位，最后再次獲得之前保存的上下文信息進(jìn)行繼續(xù)執(zhí)行。

        那么軟件工程師眼中的中斷服務(wù)程序是怎樣的呢？1、不能有返回值，不能有參數(shù)傳遞；2、必須小而高效，避免浮點(diǎn)運(yùn)算。下面的程序就是不允許的。

        下來(lái)來(lái)看看中斷的意義。1、應(yīng)用程序不必關(guān)心中斷的發(fā)生與處理；2、中斷服務(wù)程序不必關(guān)心應(yīng)用程序的執(zhí)行狀態(tài)；3、中斷是“上層應(yīng)用”與“底層代碼”的“分隔邊界”。如下

        中斷分為兩類：硬中斷和軟中斷。硬中斷是指通過(guò)處理器中斷信號(hào)線產(chǎn)生的中斷；軟中斷是指通過(guò)非法指令或特殊指令觸發(fā)的中斷。中斷是分優(yōu)先級(jí)的，當(dāng)多個(gè)中斷同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，處理器先響應(yīng)高優(yōu)先級(jí)的中斷。當(dāng)?shù)蛢?yōu)先級(jí)中斷的 ISR 執(zhí)行時(shí)，可以被高優(yōu)先級(jí)中斷再次打斷，ISR 比 App Code 擁有更高的執(zhí)行優(yōu)先級(jí)。那么中斷的一個(gè)應(yīng)用就是程序的斷點(diǎn)，斷點(diǎn)是指調(diào)試工具用于暫停代碼執(zhí)行的指令位置，斷點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)原理為處理器的中斷支持。軟件斷點(diǎn)是指利用非法指令異常產(chǎn)生中斷實(shí)現(xiàn)，而硬件中斷是指利用中斷寄存器的特性產(chǎn)生中斷實(shí)現(xiàn)。

        程序斷點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)原理：1、獲取原程序指定行對(duì)應(yīng)的代碼地址；2、把代碼地址中的指令替換為中斷觸發(fā)指令；3、在中斷服務(wù)程序中將控制權(quán)交給調(diào)試程序；4、調(diào)試程序讀寫原程序上下文信息；5、調(diào)試程序?qū)⒋a地址中的指令還原；6、原程序從斷點(diǎn)處繼續(xù)向下執(zhí)行。過(guò)程如下

        下來(lái)我們來(lái)看個(gè)工程產(chǎn)品的案例，是要做一款可以進(jìn)行斷點(diǎn)調(diào)試的工具，但是不能夠影響其實(shí)時(shí)性。其提出的背景是嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)對(duì)時(shí)序的要求比較嚴(yán)格，各個(gè)線程的執(zhí)行有相對(duì)嚴(yán)格的時(shí)間要求。痛點(diǎn)就在于斷點(diǎn)調(diào)試在嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)中不適用。那么最常規(guī)的解決方案是日志調(diào)試法，它的原理是：1、在代碼中的“關(guān)鍵位置”添加打印語(yǔ)句；2、打印語(yǔ)句盡可能詳細(xì)的打印上下文信息（函數(shù)名，局部變量等）；3、當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，查看日志文件，分析問(wèn)題。但是日志調(diào)試法也存在有一定的問(wèn)題：1、不易維護(hù)，打印語(yǔ)句分散于產(chǎn)品代碼的各個(gè)角落；2、影響效率，過(guò)多的打印語(yǔ)句意味著過(guò)多的 IO 操作最終會(huì)影響產(chǎn)品的整體效率執(zhí)行；3、分析困難，當(dāng)日志輸出量非常多的時(shí)候，很難精確定位問(wèn)題，另一個(gè)就是可能只有添加打印語(yǔ)句的工程師才能看得懂日志輸出的信息。

        那么這時(shí)唐長(zhǎng)老就產(chǎn)生了一個(gè)瘋狂的想法：同時(shí)結(jié)合日志調(diào)試法和斷點(diǎn)調(diào)試法的優(yōu)點(diǎn)，使得實(shí)時(shí)系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，能夠任意查看指定代碼行上下文的信息；并且不增加打印語(yǔ)句，不暫停執(zhí)行。解決方案便是：1、獲取原程序指定行對(duì)應(yīng)的代碼地址；2、把代碼地址中的指令替換為中斷觸發(fā)指令；3、在中斷服務(wù)程序中抓取全局信息和棧信息；4、抓取的信息發(fā)送回調(diào)試程序解析并輸出。實(shí)踐的結(jié)果便是有了 MProbe 這一款產(chǎn)品，它的特點(diǎn)：1、基于 ARM + Linux 平臺(tái)完整實(shí)現(xiàn)；2、通過(guò)中斷原理成功獲取上下文信息；3、完全不影響程序的執(zhí)行時(shí)序；4、產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)有中斷、ISR、編譯信息、GDB、GUI、Socket 以及多線程。

另外有需要云服務(wù)器可以了解下創(chuàng)新互聯(lián)cdcxhl.cn，海內(nèi)外云服務(wù)器15元起步，三天無(wú)理由+7*72小時(shí)售后在線，公司持有idc許可證，提供“云服務(wù)器、裸金屬服務(wù)器、高防服務(wù)器、香港服務(wù)器、美國(guó)服務(wù)器、虛擬主機(jī)、免備案服務(wù)器”等云主機(jī)租用服務(wù)以及企業(yè)上云的綜合解決方案，具有“安全穩(wěn)定、簡(jiǎn)單易用、服務(wù)可用性高、性價(jià)比高”等特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，專為企業(yè)上云打造定制，能夠滿足用戶豐富、多元化的應(yīng)用場(chǎng)景需求。

分享名稱：處理器之中斷（二）-創(chuàng)新互聯(lián)
文章轉(zhuǎn)載：http://weahome.cn/article/dcpids.html