明确易用的中断编程，增加应用程序可靠性本文不详细讲解djyos的中断系统实现原理，有兴趣的，可参考相关文档。
传统RTOS，中断处理在ISR中进行，有经验的程序员，只在ISR中处理少量必须立即完成的工作，然后，一般会通过信号量或者消息通知一个线程，由线程接着完成后续工作。但也有些初级程序员，在ISR中完成冗长的工作。传统RTOS，对ISR例程会有较大限制，许多操作系统服务是不允许在ISR中使用的，一不小心就会中招。文档完善的操作系统，会有一个长长的清单，说明哪些服务不允许在ISR中使用，哪些是允许的。文档不完善的呢？你只有自己看着办了。墨菲定律告诉我们，就算你文档很完善，只要存在ISR中误用系统服务的可能，就一定会有人这样做。
这样做的后果是什么呢？遗憾的是，没有人能准确描述，上帝也只能说“不可预知后果”；
这样的bug会在什么时候爆发呢？只有上帝知道；你不知道中断什么时候发生，只要不发生在“不该发生的时间”，系统就平安无事，天知道什么时候会中断会发生在“不该发生的时间”。
嵌入式产品中，什么问题是最可怕的呢？调试和测试不出来，会到达用户手上，且不可预知后果的问题，是最可怕的！那些运行数月，内存莫名其妙地被误改的问题，很可能跟它有关。
ISR中误用系统服务就属于这种“上帝才知道答案”的问题。
然而，墨菲先生对djyos却无可奈何，djyos把中断分为两类，一类叫异步信号，对应于并非紧急的中断，例如键盘，异步信号的响应函数中，允许调用全部系统服务；另一类叫实时中断，对应需要紧急处理的中断事件，在实时中断的处理函数中，则禁止使用所有的系统服务。看官，这里没有模棱两可的地方，要么就全部允许，要么就都不允许。
对于普通的中断（异步信号），是允许使用全部系统调用的，只要你养成良好编程习惯，检查系统调用的返回值，就不会出错。程序员根本没有机会犯在ISR中误用系统服务这种错误。
对于实时中断，则完全禁止使用系统服务，最明确的东西，也就是最不容易搞错的。不像传统操作系统，有些系统服务可用，有些不可用，很模糊，程序员很容易混淆。
3.1. Djyos中断编程方法 3.1.1. 实时中断编程模型1、 编写ISR服务程序，像普通C函数一样编写即可。
u32 __uart1_int(ufast_t uart_int_line)
{
}
2、 使用下列语句序列设置中断：
int_isr_connect(cn_int_line_uart1,__uart1_int);
int_setto_real(cn_int_line_uart1);
int_echo_line(cn_int_line_uart1);
int_restore_real_line(cn_int_line_uart1);
第一句，把ISR函数跟中断线联系起来。
第二句，把相应中断设置成实时中断。
第三句，假响应一下，以免硬件的初始化状态影响。
第四句，使能中断
上述初始化过程，来自一个实际应用，该应用的mcu使用lpc1225，主频40Mhz，flash速度20Mhz，实际运行速度在20Mhz~40Mhz之间。但要实现2.5Mbps baud的串口通信，如果不能再接收中断发生5uS内响应中断的话，必然丢数据。因此，该应用使用了djyos的实时中断机制，实测下来，中断响应时间小于1.5uS，效果很理想。
3.1.2. 异步信号的事件模式编程这是djyos推荐的编程模型。
1、 编写事件处理函数。
void uart1_event(void)
{
While（1）
{
//do something
djy_wait_evtt_pop(djy_my_evtt_id(),1,cn_timeout_forever);
}
}
2、 登记事件类型，用于异步信号处理的事件，一般设为关联型事件。
uart1_evtt = djy_evtt_regist(enum_correlative,100,0,1, uart1_event,0x1000,NULL);
3、 按照下列指令序列初始化中断号：
int_evtt_connect(cn_int_line_USART1,uart1_evtt);
int_setto_asyn_signal(cn_int_line_USART1);
int_echo_line(cn_int_line_USART1);
int_restore_asyn_line(cn_int_line_USART1);
第一句，把事件类型与中断号联系起来。
第二句，把中断号设为异步信号。
第三句，假响应一下，以免硬件的初始化状态影响。
第四句，使能中断。
此后，只要发生uart中断，就会自动弹出uart1_evtt类型的事件。第一次弹出事件后，uart1_event将被执行，处理完相应的事务后，将会在djy_wait_evtt_pop( )函数处阻塞，直到下一次中断的到来。应用程序完全不需要写ISR程序，由于uart1_event是普通的事件处理函数，它跟普通事件处理函数一样，可以得到所有OS服务。
3.1.3. 异步信号的 ISR模式编程这种编程模型，与传统RTOS相似，不同的是，djyos的ISR可以调用全部系统服务，唯一的限制是，不能发生实际阻塞。比如，可以在ISR中调用malloc，但如果内存不足，在线程中调用的话，将会被阻塞，在ISR中调用的话，将返回NULL，不会被阻塞。只要养成良好的编程习惯，检查系统调用的返回值，就不会出错。
1、 编写ISR服务程序，像普通C函数一样编写即可。
u32 __uart1_int(ufast_t uart_int_line)
{
}
2、 使用下列语句序列设置中断：
int_isr_connect(cn_int_line_uart1,__uart1_int);
int_setto_asyn_signal(cn_int_line_uart1);
int_echo_line(cn_int_line_uart1);
int_restore_asyn_signal_line(cn_int_line_uart1);
第一句，把ISR函数跟中断线联系起来。
第二句，把相应中断设置成异步信号中断。
第三句，假响应一下，以免硬件的初始化状态影响。
第四句，使能中断
这个过程，跟实时中断非常相似，就是函数名不一样而已，但实现过程是有很大差别的。这种方式下，__uart1_int函数中是可以使用全部系统服务的。
3.1.4. 异步信号的 ISR和事件混合模式编程1、 编写事件处理函数。
void uart1_event(void)
{
While（1）
{
//do something
djy_wait_evtt_pop(djy_my_evtt_id(),1,cn_timeout_forever);
}
}
2、 登记事件类型，用于异步信号处理的事件，一般设为关联型事件。
uart1_evtt = djy_evtt_regist(enum_correlative,100,0,1, uart1_event,0x1000,NULL);
3、 编写ISR服务程序，像普通C函数一样编写即可。
u32 __uart1_int(ufast_t uart_int_line)
{
}
4、 按照下列指令序列初始化中断号：
int_evtt_connect(cn_int_line_USART1,uart1_evtt);
int_isr_connect(cn_int_line_uart1,__uart1_int);
int_setto_asyn_signal(cn_int_line_USART1);
int_echo_line(cn_int_line_USART1);
int_restore_asyn_line(cn_int_line_USART1);
第一句，把事件类型与中断号联系起来。
第二句，把ISR函数与中断号联系起来。
第三句，把中断号设为异步信号。
第四句，假响应一下，以免硬件的初始化状态影响。
第五句，使能中断。
此后，只要发生uart中断，就会先调用__uart1_int函数，然后自动弹出uart1_evtt类型的事件。可以在__uart1_int( )函数中处理比较紧急的事务，比如copy硬件缓冲区，把其他事情留给uart1_event( )做。第一次弹出事件后，uart1_event将被执行，处理完相应的事务后，将会在djy_wait_evtt_pop( )函数处阻塞，直到下一次中断的到来。
这种玩法，功能有点类似于linux的中断上半部和下半部的功能，但比linux更简洁易用。
4. 降低模块间耦合，提高应用程序可靠性另一个会严重降低应用程序可靠性的地方，就是模块间互相耦合，搅在一起。搅在一起的代码，就像一盘意大利面条，又杂又乱，如果代码写成这样的话，可靠性要高，上帝都会笑。
那么，避免意大利面条式的编码，全是应用程序的责任吗？OS作为基础软件，就一点责任都没有吗？这显然是不对的，只是大多数OS开发者没有意识到这点罢了，他们只讲究OS自身的高汇聚低耦合，忘记了OS的基本职责。消防部门的职责不仅仅是救火，更重要的是防火；OS的职责不仅仅是把出错的应用程序杀死，更重要的是帮助用户设计正确的应用程序。前面讲到，djyos的中断设计，可以消灭用户错误地调用系统服务的错误，但这只是帮助用户设计正确程序的初级阶段，帮助的只是程序员；那么，帮助用户，甚至是迫使用户编写高内聚、低耦合的模块，降解模块间的相互纠缠的关系，才是高级阶段，帮助的是系统工程师。
许多操作系统，描述自己功能强大时，总是喜滋滋地宣称自己的api多么丰富，程序员想干什么都可以支持。其实，api不是越多越好，甚至有些api是有害的，比如线程间（对应djyos的事件）互相直接控制的api，包括但不限于：
线程无条件挂起；
直接唤醒别的线程；
设置别的线程的优先级；
杀死别的线程；
等等……
这些功能，咋一看上去，是帮助程序员控制程序，但实质上是有害的，以“线程无条件挂起——直接唤醒别的线程”这对冤家来说吧。
写过C代码的都知道，goto是很受忌讳的语句，甚至有人根本不用，而提倡用if、for、while来实现程序转移。那么，大家有没有想过，我们为什么这么忌讳goto呢？为什么偏爱if、for、while呢？因为goto是很粗暴、不讲道理的转移，而if、for、while呢，它清楚地说明了转移的原因和条件，有理有据！我们对函数内的goto耿耿于怀的同时，却无视长期存在的、组件之间、线程之间的大GOTO，甚至有些操作系统还为提供了丰富的大GOTO为卖点，说什么为应用程序提供丰富的服务。
什么是大GOTO呢？操作系统环境下编程，一个线程往往代表一个独立模块。绝大多数操作系统提供了无条件的线程休眠、暂停和唤醒功能，线程执行到任何时候，都可以无缘无故地倒地就睡，cpu将转而执行另一个就绪线程，就像用GOTO跳转到另一个线程一样，究竟跳到哪个线程呢？不知道！小goto还有个标号让你知道跳到哪里，大GOTO则连跳到哪里读不知道。线程睡着以后，自己是不会唤醒自己的了，但其他任何线程都可以无条件地把它唤醒，这又涉嫌模块间互相操作。因此，无条件的休眠、暂停和唤醒，使程序的执行过程跨模块地搅在一起，是模块间失去独立性，如果两个线程是由两个团队独立开发的，则属于两个团队间交叉跳转。
Djyos不提供模块间互操作功能，以降低模块间的耦合，这样，可能会给用户编写模块内的代码带来些许不便，但能使每个模块独立化。要知道，登10次泰山的难度，也比不上登一次珠峰；同样，把十个简单系统做可靠的难度，低于把一个复杂系统做可靠。Djyos刻意帮助用户降解可能存在的模块间耦合，不以“帮助用户少写几行代码”为目标。djyos不提供任何类似的操作，所有事件都是自己控制自己的行为，没有任何事件处理函数间交叉控制的可能。djyos并不是不让事件暂停、休眠和阻塞，只是像if、for、while一样，要求程序员说明理由，为此，djyos提供了丰富的同步功能，程序员使用这些同步函数，明确告诉操作系统，自己停下来的理由，以及明确的唤醒条件，由操作系统检测到这些条件成立后，唤醒自己。这样，应用程序每个事件都自己控制自己行为，从而彻底避免了应用程序模块之间直接的交叉控制。也就是说，djyos中不存在跨事件（对应其他操作系统的线程）的大GOTO。
一个线程，直接控制别的线程的优先级，也是很致命的，一个线程的优先级，属于其核心内部数据，在面向对象的思想中，是最应该隐藏的信息。而直接被别的模块控制，还谈什么模块独立性。Djyos的djy_set_prio函数，只能设置正在执行的事件（对应其他操作系统的线程）自己的优先级。
如何管理数据，是降低模块间耦合性的重要一环，有经验的系统工程师，拿到项目后，首先想到的，是如何组织和管理数据的问题。广义上，应用程序需要的一切数据都是资源，DJYOS操作系统系统提供一个简单易用的资源管理模块，用于管理用户比较关注的、对程序运行意义重大的资源，并提供了丰富的资源管理api函数。在DJYOS资源管理模块的协助下，应用程序管理数据将变得非常简单。更主要的是，如果用户坚持用资源管理器管理所有数据，将使不同的软件模块实现细节上获得惊人的一致性。一个有一定规模的软件，必然要划分为若干模块才能顺利开发，如果不加约束，各模块可能各自设计自己喜欢的方法管理各自的数据。这种不一致性将增加软件的复杂度，增加阅读和修改软件的难度，而且，这样不可避免地会增加软件规模，增加编程和测试的工作量。若要在开发团队内和团队间人员调配，新人将花较多的时间熟悉新模块，而如果各模块代码有一致性，就会降低人员调配时交接工作的难度。
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2013-1-4 11:27:43 |
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