[发明专利]用户态中断请求的处理方法及装置

说明书

本申请提供了，一种用户态中断请求的处理方法及装置，该用户态中断请求的处理方法包括：中央处理器CPU在内核态通过运行不包括内核地址的第二中断异常处理程序，以确定用户态中断请求对应的用户态中断处理程序，再通过无上下文恢复的第一特权级切换至用户态，进而在用户态运行用户态中断处理程序，随后通过无上下文存储的第二特权级切换至内核态。采用这种方法可以有效提高CPU对用户态中断处理程序的响应速度，从而减少用户态中断请求的处理时延。

技术领域

本申请涉及通信技术领域，并具体涉及一种用户态中断请求的处理方法及装置。

背景技术

中央处理器(central process unit,CPU)存在两种运行状态级别内核态和用户态，程序可以运行在这两种运行级别中，其中，内核态的执行级别高于用户态。目前大量第三方驱动代码质量良莠不齐，当驱动代码运行在内核态时，如果第三方驱动代码出现错误，会影响内核代码运行的安全性。为了提升系统的安全性，将第三方驱动置于用户态成了未来的发展趋势，也就是将第三方驱动与内核态隔离。现代微内核已经选用了用户态驱动的架构，例如，Fuchsia操作系统、seL4操作系统均采用类似的设计。

驱动的运行离不开中断处理，用户态驱动需要用户态中断，因此用户态中断请求的处理时延会对用户态驱动产生很大的影响，并将直接影响产品的竞争力。例如，外围设备的输入输出、触屏、网络的收包发包等性能的保证都依赖于中断处理的低时延。因此，如何降低用户态中断处理的时延是亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供一种用户态中断请求的处理方法及装置，能够有效降低用户态中断处理时延，从而保证了用户态驱动性能。

第一方面，提供了一种用户态中断请求的处理方法，以中央处理器CPU为例，包括：中央处理器CPU在内核态对第一中断异常处理程序的内核地址进行脱敏处理，以获得第二中断异常处理程序；CPU在内核态获取用户态中断请求，并执行第二中断异常处理程序，以确定对应于用户态中断请求的用户态中断处理程序；CPU在内核态通过第一特权级切换，切换至用户态，其中，第一特权级切换为无上下文恢复的切换；CPU在用户态执行用户态中断处理程序；CPU在用户态通过第二特权级切换，切换至内核态，其中，第二特权级切换为无上下文存储的切换。

在本申请的技术方案中，无上下文恢复和存储的特权级切换可以大大减少用户态中断处理的时延，无内核地址等敏感信息的第二中断异常处理程序，在减少用户态中断处理时延的同时，保证了系统内核的安全性。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，CPU在内核态对第一中断异常处理程序的内核地址进行脱敏处理包括：覆盖或删除第一中断异常处理程序中的内核地址和内核地址中的信息。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，执行第二中断异常处理程序，以确定对应于用户态中断请求的用户态中断处理程序包括：唤醒用户态中断请求对应的用户态中断处理线程，其中，用户态中断处理线程包括用户态中断处理程序；或者获得用户态中断请求对应的用户态中断处理程序的地址。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，获得用户态中断请求对应的用户态中断处理程序的地址包括：获得用户态中断请求对应的中断号；获得中断号对应的用户态中断处理程序的地址。

在本申请的技术方案中，对于单线程或者单进程的应用场景，可以直接获得中断号对应的用户态中断处理程序的地址，进一步缩短了CPU在内核态运行第二中断异常处理程序的时间，可以更大地提升用户态中断处理程序的响应速度，从而减少用户态中断处理的时延。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，获得用户态中断请求对应的中断号包括：CPU在内核态读取中断控制器的寄存器，以获得用户态中断请求对应的中断号，中断控制器获得应答消息，应答消息用于指示中断控制器屏蔽和用户态中断请求的优先级相同的中断请求，或者屏蔽低于用户态中断请求的优先级的中断请求。