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Gestionnaire d'interruptions
IMPORTANT
Avant de faire cette séance, vous devez avoir lu les documents suivants :
- Cours sur le gestionnaire d'interruption et les threads : obligatoire
- Document sur l'assembleur du MIPS et la convention d'appel des fonctions : recommandé, mais déjà lu
- Documentation sur le mode kernel du MIPS32 : fortement recommandé
1. Game over simple
Dans le tp1, vous avez réalisé un petit jeu dans lequel vous deviez deviner un nombre tiré au hasard. Ce jeu avait été mis dans kinit parce qu'à ce moment, il n'y avait pas encore d'application utilisateur. Nous vous proposons de mettre le jeu dans l'application user et de limiter le temps pendant lequel vous pouvez jouer. Nous allons vous guider pas-à-pas.
Récupération du code du tp3
- Ouvrez un
terminal - Allez dans le répertoire des TPs:
cd ~/kO6
... ou bien le répertoire que vous avez choisi pour faire les TPs. - Copiez les codes du tp3:
cp -rp /Infos/lmd/2024/licence/ue/LU3IN029-2024oct/kO6/tp3 . - Exécutez la commande :
cd tp3 ; tree -L 1.
Vous devriez obtenir ceci :. ├── 1_gameover └── Makefile
Allez dans le répertoire 1_gameover
Le code de l'application est le suivant (dans uapp/main.c)
#include <libc.h> int main (void) { int guess; int random; char buf[8]; char name[16]; fprintf(0,"Tapez votre nom : "); fgets(name, sizeof(name), 0); if (name[strlen(name)] == '\n') name[strlen(name)] = 0; srand(clock()); // start the random generator with a "random" seed. random = 1 + rand() % 99; fprintf(0,"Donnez un nombre entre 1 et 99: "); do { fgets(buf, sizeof(buf), 0); guess = atoi (buf); if (guess < random) fprintf(0,"%d est trop petit: ", guess); else if (guess > random) fprintf(0,"%d est trop grand: ", guess); } while (random != guess); fprintf(0,"\nGagné %s\n", name); return 0; }
- Pour essayer le jeu (dans le répertoire
tp3/1_gameover) : tapezmake exec
comme vous pouvez le constater, vous avez le temps de jouer. - Dans la version précédente du gestionnaire de syscall, nous avions masqué les IRQ en écrivant
0dans le registrec0_status(registre $12 du coprocesseur 0). Cela avait pour conséquence de mettre tout à 0, entre autres le bitIE. Il faut modifier ça, parce que sinon, lorsque l'utilisateur demandera à lire le clavier avec l'appel systèmefgets(), l'IRQ venant du timer ne sera jamais prise en compte (TODO1), ensuite au retour de la fonction qui réalise l'appel système, il faut masquer les IRQ pour ne pas avoir d'interruption pendant la restauration des registres jusqu'aueretqui fait sortir du kernel.syscall_handler: addiu $29, $29, -8*4 // context for $31 + EPC + SR + syscall_code + 4 args mfc0 $27, $14 // $27 <- EPC (addr of syscall instruction) mfc0 $26, $12 // $26 <- SR (status register) addiu $27, $27, 4 // $27 <- EPC+4 (return address) sw $31, 7*4($29) // save $31 because it will be erased sw $27, 6*4($29) // save EPC+4 (return address of syscall) sw $26, 5*4($29) // save SR (status register) sw $2, 4*4($29) // save syscall code (useful for debug message) // TODO1: remplacez "mtc0 $0, $12" par 2 autres pour mettre 1 dans les bits c0_sr.HWI0 et c0_sr.IE // vous pouvez utiliser $26 mtc0 $0, $12 // SR <- kernel-mode without INT (UM=0 ERL=0 EXL=0 IE=0) la $26, syscall_vector // $26 <- table of syscall functions andi $2, $2, SYSCALL_NR-1// apply syscall mask sll $2, $2, 2 // compute syscall index (mutiply by 4) addu $2, $26, $2 // $2 <- & syscall_vector[$2] lw $2, ($2) // at the end: $2 <- syscall_vector[$2] jalr $2 // call syscall function // TODO2: Il faut mettre 0 dans SR pour masquer les interruptions lw $26, 5*4($29) // get old SR lw $27, 6*4($29) // get return address of syscall lw $31, 7*4($29) // restore $31 (return address of syscall function) mtc0 $26, $12 // restore SR mtc0 $27, $14 // restore EPC addiu $29, $29, 8*4 // restore stack pointer eret // return : jr EPC with EXL <- 0
- Ouvrez le fichier
kernel/kinit.c. Dans cette fonction, on appellearchi_init()avec en paramètre un nombre qui va servir de période d'horloge. Le simulateur de la plateforme sur les machines de la PPTI va environ à 3.5MHz. Combien de secondes demande-t-on dans ce code ? - Ouvrez le fichier
kernel/harch.cet vous allez devoir remplir 3 fonctions pour configurer le timer:arch_init(),timer_init()ettimer_isr()(pour trouver ces fonctions cherchez le motTODO)void arch_init (int tick) { // TODO A remplir avec 4 lignes : // 1) appel de la fonction timer_init pour le timer 0 avec tick comme période // 2) mise à 1 du bit 0 du registre ICU_MASK en utilisant la fonction icu_set_mask() // 3) initialisation de la table irq_vector_isr[] vecteur d'interruption avec timer_isr() // 4) initialisation de la table irq_vector_dev[] vecteur d'interruption avec 0 } static void timer_init (int timer, int tick) { // TODO A remplir avec 2 lignes : // 1) initialiser le registre period du timer n°timer avec la période tick (reçus en argument) // 2) initialiser le registre mode du timer n°timer avec 3 (démarre le timer avec IRQ demandée) si la période est non nulle } static void timer_isr (int timer) { // TODO A remplir avec 3 lignes : // 1) Acquiter l'interruption du timer en écrivant n'importe quoi dans le registre resetirq // 2) afficher un message "Game Over" avec kprintf() // 3) appeler la fonction kernel exit() (c'est une sortie définitive ici) }
2. Game over avec décompteur
Dans ce qui précède, l'exécution de l'ISR du Timer est fatale puisqu'elle stoppe l'application après l'affichage de "Game Over!". Nous vous proposons de modifier l'ISR afin d'avoir un comportement un peu plus réaliste. Dans cette nouvelle version, l'ISR du timer décrémente un compteur alloué dans une variable globale du noyau, puis elle revient dans l'application tant que ce compteur est différent de 0. Donc, dans l'ISR du timer si le compteur est différent de 0, elle affiche un message avec la valeur du compteur, sinon elle affiche "game over!" et stoppe l'application, comme dans l'exercice précédent.
Par exemple, au lieu d'afficher:
_ ___ __ | |__ /'v'\ / / | / /( )/ _ \ |_\_\ x___x \___/ Tapez votre nom : Moi Donnez un nombre entre 1 et 99: 45 45 est trop grand: 20 20 est trop grand: 0 est trop petit: Game Over [105002991] EXIT status = 1
l'application pourrait afficher:
_ ___ __ | |__ /'v'\ / / | / /( )/ _ \ |_\_\ x___x \___/ Tapez votre nom : Moi Donnez un nombre entre 1 et 99: 45 45 est trop grand: 20 20 est trop grand: ..3 : 12 12 est trop petit: 15 15 est trop petit: ..2 : ..1 : Game Over [115002778] EXIT status = 1
3. Évaluation de la durée d'une ISR
Dans cet usage du TIMER, les ISR ne sont pas fatales, sauf la dernière. En utilisant le mode debug (make debug) et le fichier trace0.S, déterminez la durée en cycles du traitement par le noyau d'une IRQ du timer. Ce n'est pas exactement la même durée pour toutes les IRQ.
Pour cette question, il faut commenter les affichages dans l'ISR, changer la valeur du tick pour voir plus d'IRQ (par exemple 1000) et exécuter en mode débug puis regarder la trace dans trace0.S, il faut chercher un kentry correspondant à une IRQ et chercher l'instruction eret qui marque la fin du traitement.
