实验小项目招新：外设中断支持

[chyyuu]

目标：
能够利用virtio-drivers的已有驱动，在不同操作系统中能有效使能中断机制，提高系统的CPU利用率。

1. 在RISC-V 64/ARM aarch64/x86-64中，在arceos中支持内核态中断，能让线程等待或唤醒。
2. 在RISC-V64中，在rcore-tutorial-v3的ch9 branch中支持内核态中断，能让让线程/进程等待或唤醒。

相关crate可做到与具体操作系统无关或相关。
如有兴趣一起来探索，请联系我 yuchen AT tsinghua.edu.cn OR 微信 id chyyuu

[KuangjuX]

本周（5.22 - 5.28）进度：

5.22

1. 学习 virtio 驱动，了解 virtio 中断相关的知识，看了 xv6 和 rCore-Tutorial-v3 这方面的代码。
2. 和陈老师还有汪乐平学长交流。

5.23

1. 没干这方面的事情。

5.26

1. 开会，捋了一下目前 virtio 中断的进度以及我要做的事。
2. 看了 arceos 中断代码，写了个 PLIC 驱动。
3. 捋了一下目中断的代码流程

5.28

1. 重构了 PLIC， 写了一些中断处理流程。

[KuangjuX]

riscv 中断分析

中断处理流程

• modules/axhal/src/arch/riscv/trap.S: trap_vector_base 随后调用 riscv_trap_handler。

• modules/axhal/src/arch/riscv/trap.rs: riscv_trap_handler 获得 scause 寄存器，若为中断，调用 crate::trap::handle_irq_extern(scause) scause 作为参数。

• modules/axhal/src/trap.rs: handle_irq_extern(irq_num: usize) 调用 call_interface!(TrapHandler::handle_irq, irq_num) 这个 irq_num 实际上是 scause 的值。call_interface! 是一个宏，可以调用外部 crate 的接口。

• modules/axruntime/src/trap.rs: impl axhal::trap::TrapHandler for TraphandlerImpl: 这里实现了如何对于外部中断的处理，调用了 axhal::irq::dispatch_irq(_irq_num) 注意这里的 _irq_num 依然是 scause 的值。

• modules/axhal/src/platform/qemu_virt_riscv/irq.rs: dispatch_irq(scause: usize) 根据 scause 对于外部中断还是时钟中断进行处理。若为外部中断，调用 crate::irq::dispatch_irq_common(irq_num) 进行处理，这里注意，这个 irq_num 应该真的是中断请求号而不是 scause 的值。

• modules/axhal/src/irq.rs: dispatch_irq_common(irq_num: usize) 从中断处理表（IRQ_HANDLER_TABLE）中拿到对应的中断处理函数进行处理。

中断注册流程

以网卡为例：

• modules/axnet/src/lib.rs: init_network() 初始化网络，调用 net_impl::init 进行初始化设备。

• modules/axnet/src/smoltcp_impl/mod.rs: register_interrupt_handler! 进行中断处理函数的注册。

• modules/axdriver/src/macros.rs：register_interrupt_handler! 宏用来注册中断处理函数，调用了 register_handler 用来注册中断处理函数。

• modules/axhal/src/platform/qemu_virt_riscv/irq.rs: register_handler 在外部中断中调用 crate::irq::register_handler_common 来注册中断。

• modules/axhal/src/irq.rs：register_handler_common 调用 IRQ_HANDLER_TABLE 用来注册中断，并且通过进行 set_enable。

• modules/axhal/src/platform/qemu_virt_riscv/irq.rs：set_enable 在 PLIC 中启用中断使能。

[KuangjuX]

本周（5.29 - 6.4）进度：

5.29

1. 完成了网络中断的 riscv64 处理流程，可以在中断情况下运行 httpserver。
2. 开始看关于磁盘IO 的代码，看如何在磁盘 IO 中用上 virtio 中断。
3. 目前 arceos 对于磁盘都是阻塞访问，需要自己写非阻塞访问并在磁盘 IO 未完成时调度走。

5.30

1. 完成了 virtio blk 中断支持。
2. 正在修复 ci（ci 老大难问题）。

5.31

1. 修复了 CI，提交了 PR。

6.1

1. 和贾爷讨论说先不合并 PR，之后重构网络的非阻塞接口后，提交两个 PR，磁盘非阻塞 PR 提交到 main；中断支持提交到 dev；需要讲当前的阻塞写法的接口修改成非阻塞接口。