解读鸿蒙轻内核的监控器：异常钩子函数
摘要：本篇先介绍下支持的异常钩子函数的类型，异常钩子函数的注册、执行等内部操作API接口，并介绍下使用异常钩子函数的操作接口。
ExcHook异常钩子模块是OpenHarmonyLiteOS-M内核的一个可选组件，提供注册钩子函数LOS_RegExcHook、解除注册钩子函数LOS_UnRegExcHook等操作接口。发生系统时，支持保存异常上下文、任务信息、队列信息、中断寄存器状态、任务切换信息、内存分配等信息。由于异常钩子模块内容较多，我们分为几篇进行分析源码，分别介绍异常钩子函数的类型，如何注册和解除注册钩子函数，如何转储异常信息等。本篇先介绍下支持的异常钩子函数的类型，异常钩子函数的注册、执行等内部操作API接口，并介绍下使用异常钩子函数的操作接口。异常钩子函数的注册、执行，异常钩子类型定义在utils\los_debug.h|.c。
本文中所涉及的源码，以OpenHarmonyLiteOS-M内核为例，均可以在开源站点https://gitee.com/openharmony/kernel_liteos_m获取。鸿蒙轻内核异常钩子模块代码主要在components\exchook目录下。
1、异常钩子类型枚举EXC_TYPE在文件utils\los_debug.h定义异常钩子类型枚举EXC_TYPE。EXC_REBOOT用于标记系统重启时的钩子函数，发生重启时调用注册的重启钩子函数；EXC_ASSERT用于标记断言函数，发生断言时调用注册的断言钩子函数；EXC_STACKOVERFLOW用于标记任务栈溢出钩子函数，发生任务栈溢出时调用注册的任务栈溢出钩子函数；EXC_INTERRUPT用于标记中断异常时的钩子函数，发生中断异常时调用注册的中断异常钩子函数。
typedefenum{EXC_REBOOT,EXC_ASSERT,EXC_STACKOVERFLOW,EXC_INTERRUPT,EXC_TYPE_END}EXC_TYPE;2、如何注册和执行异常钩子函数本节我们先看下如何调用和注册异常钩子函数，异常钩子函数的注册和调用的函数API定义在utils\los_debug.c，代码如下。⑴处定义的函数OsExcHookRegister用于注册异常钩子函数到全局变量g_excHook。它的传入的参数ExcHookFnexcHookFn是个异常钩子函数，这个钩子函数是定义在文件components\exchook\los_exchook.c中的STATICVOIDDoExcHook(EXC_TYPEexcType)后文会详细分析。另外，从代码上可以看出异常钩子函数只有一个，也只能注册一次。⑵处定义的异常钩子执行函数OsDoExcHook，根据传入的枚举类型EXC_TYPE来判断执行什么类型的异常钩子函数。
可以看出这2个函数都是内部函数，用函数OsExcHookRegister注册的也是全局的异常钩子函数，它实质上对应的其实是个异常钩子函数数组。后文会分析如何通过定义在components\exchook\los_exchook.c的LOS_RegExcHook函数如何分别注册不同类型的异常钩子函数。下文也会详细分析其他对外函数如何调用OsDoExcHook来处理异常。
⑴VOIDOsExcHookRegister(ExcHookFnexcHookFn){UINT32intSave=LOS_IntLock();if(!g_excHook){g_excHook=excHookFn;}LOS_IntRestore(intSave);}⑵VOIDOsDoExcHook(EXC_TYPEexcType){UINT32intSave=LOS_IntLock();if(g_excHook){g_excHook(excType);}LOS_IntRestore(intSave);}3、使用异常钩子函数的操作我们从上文知道，注册的全局异常钩子函数只有一个，那就是全局异常钩子函数变量g_excHook，它根据不同的异常钩子类型来分别处理。我们看下具体如何异常钩子函数的，关于全局异常钩子函数底层的细节后文会详细分析。
3.1重启LOS_Reboot该函数可以在发生系统重启异常时调用，程序僵死在此处等待看门狗watchdog等。⑴处根据参数类型EXC_REBOOT调用对应的重启异常钩子函数。需要在系统初始化时执行LOS_RegExcHook(EXC_REBOOT,(ExcHookFn)YourRebootFunction)注册异常钩子函数，才能执行重启异常钩子函数。YourRebootFunction需要自行定义实现在系统重启异常时执行什么操作。如果没有注册过重启钩子函数则跳过不执行任何操作。
LITE_OS_SEC_TEXT_INITVOIDLOS_Reboot(VOID){⑴OsDoExcHook(EXC_REBOOT);HalSysExit();}3.2断言LOS_ASSERT该函数可以用于验证函数的参数合法性，该函数宏定义在文件utils\los_debug.h。可以看出，如果设置的打印级别数值太低，时不支持断言功能的。如⑴处代码所示，该函数宏需要一个参数judge。如果参数为假时会执行⑵处的代码，根据参数类型EXC_ASSERT调用对应的断言异常钩子函数。需要在系统初始化时执行LOS_RegExcHook(EXC_ASSERT,(ExcHookFn)YourAssertFunction)注册异常钩子函数，才能执行断言异常钩子函数。YourAssertFunction需要自行定义实现在断言异常时执行什么操作。如果没有注册过断言钩子函数则跳过不执行任何操作。LOS_ASSERT后续的⑶处的代码会关闭中断，打印断言错误信息ASSERTERROR...。
#ifPRINT_LEVEL<LOG_ERR_LEVEL#defineLOS_ASSERT(judge)#else#defineLOS_ASSERT(judge)\do{\⑴if((judge)==0){\⑵OsDoExcHook(EXC_ASSERT);\⑶(VOID)LOS_IntLock();\PRINT_ERR("ASSERTERROR!%s,%d,%s",__FILE__,__LINE__,__func__);\while(1){}\}\}while(0)#endif3.3任务栈溢出
OsDoExcHook(EXC_STACKOVERFLOW)任务栈溢出OsDoExcHook(EXC_STACKOVERFLOW)被OsHandleRunTaskStackOverflow函数和OsHandleNewTaskStackOverflow函数调用，这2个函数定义在文件kernel\src\los_task.c，分别在当前运行任务，要调度运行的新任务发生任务栈溢出时调用。当执行到⑴、⑵处的代码时，根据参数类型EXC_STACKOVERFLOW调用对应的异常钩子函数。需要在系统初始化时执行LOS_RegExcHook(EXC_STACKOVERFLOW,(ExcHookFn)YourStackOverflowFunction)注册异常钩子函数，才能执行异常钩子函数。YourStackOverflowFunction需要自行定义实现在任务栈溢出异常时执行什么操作。如果没有注册过钩子函数则跳过不执行任何操作。
LITE_OS_SEC_TEXTSTATICVOIDOsHandleRunTaskStackOverflow(VOID){PRINT_ERR("CURRENTtaskID:%s:%dstackoverflow!",g_losTask.runTask->taskName,g_losTask.runTask->taskID);⑴OsDoExcHook(EXC_STACKOVERFLOW);}......LITE_OS_SEC_TEXTSTATICVOIDOsHandleNewTaskStackOverflow(VOID){......tmp=g_losTask.runTask;g_losTask.runTask=g_losTask.newTask;⑵OsDoExcHook(EXC_STACKOVERFLOW);g_losTask.runTask=tmp;}3.4中断异常
HalExcHandleEntry该函数在发生中断异常时汇编代码中调用执行，用于处于系统异常，该函数宏定义在不同芯片架构实现的文件los_interrupt.c中，如kernel\arch\arm\cortex-m7\gcc\los_interrupt.c。处理系统中断异常时，执行到⑴处代码时，会根据参数类型EXC_INTERRUPT调用对应的异常钩子函数。和上述几个异常类型的钩子函数不一样，中断异常钩子函数不需要用户来注册，内核已经注册了中断异常钩子函数。相应的代码在文件components\exchook\los_exc_info.c中，注册代码语句为(VOID)LOS_RegExcHook(EXC_INTERRUPT,(ExcHookFn)OsExcMsgDump);，当发生系统中断异常时会调用(ExcHookFn)OsExcMsgDump函数，后文会详细分析都包含哪些异常信息。
LITE_OS_SEC_TEXT_INITVOIDHalExcHandleEntry(UINT32excType,UINT32faultAddr,UINT32pid,EXC_CONTEXT_S*excBufAddr){......⑴OsDoExcHook(EXC_INTERRUPT);OsExcInfoDisplay(&g_excInfo);HalSysExit();}小结本文介绍了异常钩子函数的注册函数OsExcHookRegister和异常钩子函数的调用函数OsDoExcHook，以及介绍了支持的异常钩子函数类型等。
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