Interrupt 测试

1. 例程介绍

dynamic_isr.c

test_isr_dynamic函数的目的是验证动态中断服务例程（ISR）安装的功能。这是内核中断测试的一部分，特别是在支持动态中断连接的系统上非常关键。以下是该测试函数完成的主要验证步骤：

1. 查找未使用的软件ISR表项：该测试通过遍历软件ISR表（_sw_isr_table），寻找一个未被使用的项，即其中断服务例程指针等于 z_irq_spurious的项。z_irq_spurious是一个用于处理无效或未配置的中断的“伪”ISR。
2. 安装动态ISR：找到未使用的表项后，测试使用 arch_irq_connect_dynamic函数安装一个新的动态ISR。该函数允许在运行时动态地连接中断服务例程，不需要在编译时预先定义。测试中，动态ISR为 dyn_isr函数，它接受一个指向整数 i的指针作为参数。
3. 验证ISR安装成功：安装动态ISR后，测试通过检查软件ISR表的相应项来验证ISR是否成功安装。成功的标志是表项的中断服务例程指针等于 dyn_isr，并且参数 arg与传递给 arch_irq_connect_dynamic的参数相匹配。

dynamic_shared_irq.c

• test_dynamic_shared_irq_disconnect_write

此函数的目标是验证动态共享中断（ISR）在断开（disconnect）一个ISR/arg对后的行为。测试流程如下：

1. 预先设置：首先确保中断服务例程（ISR）通过之前的设置步骤已经被动态地注册到了指定的IRQ位置。
2. 中断解除共享：通过调用 arch_irq_disconnect_dynamic函数，从共享的中断源中移除一个特定的ISR/arg对。此操作后，中断应该不再被视为“共享”的，因为它只剩下一个ISR/arg对。
3. 验证中断解除共享后的状态：检查软件ISR表（_sw_isr_table）中的项是否更新为剩余的ISR/arg对，确保中断现在直接连接到了剩余的ISR，而不是通过共享机制。
4. 触发中断：使能并触发中断，然后验证剩余的ISR是否被正确调用。
5. 检查结果：对比预期结果和实际调用情况，确保只有剩余的ISR/arg对被调用，其他ISR没有被误调。

• test_dynamic_shared_irq_write

此函数的目的是测试动态共享中断在多个ISR/arg对注册后的行为。具体测试步骤包括：

1. 预先设置：与上一个测试类似，确保通过之前的设置步骤，已经有多个ISR被动态地注册到指定的IRQ。
2. 触发中断：使能并触发相关的两个中断（fixture.irq1和 fixture.irq2），这两个中断分别有不同的ISR/arg对注册。
3. 延时等待：提供足够的时间确保中断处理完成。
4. 检查执行结果：验证预期的ISR/arg对是否都被按顺序正确调用。这包括检查全局变量 test_vector与预期的结果 result_vector是否匹配，以此来确保每个注册的ISR都按预期执行了。

• nested_irq.c

test_nested_isr函数主要目的是验证中断嵌套的功能。中断嵌套允许一个正在执行的中断服务例程（ISR）被更高优先级的中断打断，当高优先级的ISR处理完成后，较低优先级的ISR继续执行。这是实时操作系统（RTOS）中一个重要的特性，确保系统能够响应更紧急的任务，同时保持较低优先级任务的状态。以下是该测试函数执行的关键步骤：

1. 初始化：确定用于测试的两个中断线（IRQs）编号。这些中断被分配了不同的优先级，其中 irq_line_0具有较低的优先级，而 irq_line_1具有更高的优先级。
2. 连接并启用中断：使用 arch_irq_connect_dynamic函数动态地连接两个中断服务例程（isr0和 isr1）到对应的中断线，并使能这些中断。这一步确保当中断触发时，对应的ISR能够被执行。
3. 触发较低优先级的中断：通过 trigger_irq函数触发 irq_line_0，启动 isr0的执行。在 isr0中，首先设置验证令牌 isr0_result，然后触发更高优先级的 irq_line_1，启动 isr1的执行。
4. 执行较高优先级的ISR：在 isr1中，设置验证令牌 isr1_result并返回。此时，由于 isr1具有更高的优先级，isr0的执行将被暂停，直到 isr1执行完成。
5. 中断嵌套验证：在 isr0中继续执行，验证 isr1_result令牌确保 isr1已经成功执行。然后，isr0完成剩余的处理并返回。
6. 最终结果验证：在测试线程中，验证 isr0_result令牌以确保 isr0也已经成功执行。

prevent_irq.c

test_prevent_interruption函数的主要目的是验证内核是否能够有效地阻止中断的发生。这是通过锁定中断并进行忙等待（busy-wait）来实现的，以检验系统计时器中断在中断锁定期间是否被处理；此外，这个测试还验证了在解锁中断后系统计时器中断是否能被正确处理。以下是该测试执行的关键步骤：

1. 锁定中断：使用 irq_lock函数锁定系统中断。这一步骤是为了阻止任何中断的发生，包括系统计时器中断。
2. 初始化并启动计时器：通过 k_timer_init和 k_timer_start函数初始化并启动一个计时器。计时器在指定的延迟后应触发 timer_handler函数。
3. 忙等待：在中断锁定的状态下执行忙等待一段时间。如果中断没有被锁定，这段时间内计时器的中断应该会触发。但由于中断被锁定，我们预期 timer_handler中设置的 handler_result不会在此期间被更新。
4. 验证计时器中断是否被锁定：检查 handler_result变量，确认在中断锁定期间计时器的中断处理程序是否没有被执行。如果 handler_result在忙等待期间未被更新，则表明计时器中断未被处理，验证了中断锁定的有效性。
5. 解锁中断：使用 irq_unlock函数解锁中断。此操作后，之前锁定的中断应该能够被处理。
6. 再次忙等待：在解锁中断后再次执行忙等待，以便系统有机会处理任何挂起的中断，特别是我们之前启动的计时器中断。
7. 验证计时器中断是否被处理：再次检查 handler_result变量，确认在解锁中断后计时器的中断处理程序是否被执行。如果此时 handler_result被更新为预期的令牌，则表明在解锁中断后计时器中断被正确处理。

static_shared_irq.c

test_static_shared_irq_write 函数的主要目的是验证静态共享中断（static shared interrupts）的功能。这个测试检验了是否可以成功地共享中断，即当触发了它们注册的中断时，是否能调用多个中断服务程序（ISR）及其参数（arg）对。

功能验证步骤：

1. 中断连接：通过 IRQ_CONNECT宏，函数连接了两个不同的ISR（test_isr_0 和 test_isr_1）到同一个中断号 GIC_IRQ1上，并连接了 test_isr_2到另一个中断号 GIC_IRQ2上。这模拟了在实际应用中，多个设备可能需要在同一个中断线上注册它们的处理函数的场景。
2. 中断验证：函数验证了在 _sw_isr_table中对应 GIC_IRQ1的条目是否正确地设置为了共享中断处理函数 z_shared_isr，并且 GIC_IRQ2是否保留了它的原始ISR（test_isr_2）。
3. 参数验证：进一步验证了 _sw_isr_table中 GIC_IRQ1和 GIC_IRQ2对应条目的参数（arg）是否正确设置。特别是对于 GIC_IRQ1，期望它的参数指向共享ISR表中的一个条目，而 GIC_IRQ2的参数应直接是 test_isr_2的参数。
4. 客户端数量验证：检查了与 GIC_IRQ1关联的共享ISR条目中的客户端数量是否正确地反映了两个ISR的注册，以及 GIC_IRQ2是否没有共享客户端，因为它没有共享ISR。
5. 触发中断：通过 trigger_irq函数触发了 GIC_IRQ1和 GIC_IRQ2对应的中断，并等待一段时间，以便ISR有机会执行。
6. 结果验证：通过比较 test_vector和 result_vector的值，验证了当中断被触发时，所有注册的ISR是否都被正确地执行了。这个向量数组用于记录ISR执行的验证标记，以确保它们如预期那样被调用。
7. 中断禁用与断开连接：最后，通过 irq_disable和 arch_irq_disconnect_dynamic函数禁用并断开之前连接的ISR，以清理测试环境。

2. 如何使用例程

本例程需要以下硬件，

• E2000D/Q Demo板

2.1 硬件配置方法

保障串口正常工作后，不需要额外配置硬件

2.2 SDK配置方法

• 本例子已经提供好具体的编译指令，以下进行介绍：

1. west build -b e2000q_demo_smp ./ -DOVERLAY_CONFIG=prj.conf，编译命令， 使用west工具构建当前目录下的Zephyr项目，指定目标板为e2000q_demo_smp,并使用prj.conf配置文件覆盖默认配置 ，最终生成的执行文件将会保存在./build/zephyr/zephyr.elf
2. west build -t clean， 清除缓存 ，使用west工具的clean目标清理Zephyr构建系统可能生成的任何其他临时文件或缓存

2.3 构建和下载

• 编译例程

west build -b e2000q_demo_smp ./ -DOVERLAY_CONFIG=prj.conf

• 编译主机测侧设置重启tftp服务器

sudo service tftpd-hpa restart

• 开发板侧使用bootelf命令跳转

setenv ipaddr 192.168.4.20  
setenv serverip 192.168.4.50 
setenv gatewayip 192.168.4.1 
tftpboot 0x90100000 zephyr.elf
bootelf -p 0x90100000

2.4 输出与实验现象

• 所有用例均提供一系列可变配置，可在例程全局变量中修改

2.4.1 测试动态ISR

isr_test dynamic_isr

2.4.2 测试动态共享IRQ

isr_test dynamic_shared_irq

2.4.3 测试嵌套ISR

isr_test nested_irq

2.4.4 测试中断防护

isr_test prevent_irq

2.4.5 测试静态共享IRQ写入

isr_test static_shared_irq

3. 如何解决问题

4. 修改历史记录