μC/OSII下的ARM7中斷過(guò)程分析及優(yōu)化方法
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LDR R2, =OsEnterSum
;中斷服務(wù)程序要退出，所以OsEnterSum=0
MOV R1, #0
STR R1, [R2]
MSR CPSR_c, #(NoInt | IRQ32Mode) ;切換回中斷模式
LDMFD SP, {R3, SP, LR}^ ;恢復用戶(hù)狀態(tài)的R3、SP、LR
LDR R0, =OSTCBHighRdy
LDR R0, [R0]
LDR R1, =OSTCBCur
LDR R1, [R1]
CMP R0, R1
ADD SP, SP, #4*3
MSR SPSR_cxsf, R3
LDMEQFD SP!, {R0R3, R12, PC}^ ;不進(jìn)行任務(wù)切換
LDR PC, =OSIntCtxSw;進(jìn)行任務(wù)切換
MEND
END
通過(guò)對Handler宏的分析可知，用戶(hù)的C語(yǔ)言中斷處理程序是在特權模式--系統模式下運行的，并且CPU在執行中斷服務(wù)程序時(shí)中斷都是關(guān)閉的，所以本系統采用的是最為簡(jiǎn)單的非嵌套中斷方式。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是，上下文數據不會(huì )被任何順序的中斷所破壞；缺點(diǎn)是，在中斷服務(wù)程序執行時(shí)不能根據中斷優(yōu)先級進(jìn)行中斷嵌套，延時(shí)時(shí)間長(cháng)，只有當一個(gè)ISR完全結束并退出中斷后才重新接受中斷，降低了系統的實(shí)時(shí)特性。為提高系統的實(shí)時(shí)性，需要對其中斷進(jìn)行優(yōu)化。
3 中斷的優(yōu)化
改寫(xiě)μC/OSII 內核中 HANDLER 宏可以實(shí)現ARM的中斷嵌套，這樣做雖然提高了系統的實(shí)時(shí)性，但損害了系統運行的穩定性和可移植性。通過(guò)對中斷過(guò)程的分析，下面給出一種編寫(xiě)中斷服務(wù)程序的模板，充分利用ISR執行在特權模式--系統模式這一特點(diǎn)來(lái)實(shí)現中斷嵌套的條件。中斷服務(wù)程序模板如下：
void ISR(void){
OS_ENTER_CRITICAL()；//在中斷服務(wù)程序中關(guān)中斷清中斷標志；//防止沒(méi)有清中斷標志使得中斷多次進(jìn)入關(guān)閉低優(yōu)先級；//禁止低優(yōu)先級中斷
S_EXIT_CRITICAL()；//在中斷服務(wù)程序中開(kāi)中斷用戶(hù)的C語(yǔ)言代碼；//進(jìn)行用戶(hù)在中斷中要做的工作
VICVectAddr=0；//將中斷服務(wù)程序的入口地址置0
}
由于Handler宏中已將LR、SPSR、返回地址和發(fā)生中斷前的堆棧指針等寄存器入棧保存，所以接下來(lái)要做的就只剩下開(kāi)關(guān)中斷的工作。由于在進(jìn)入C中斷處理程序之前進(jìn)入的是關(guān)中斷系統模式，所以必須在C語(yǔ)言中重新打開(kāi)中斷，而C語(yǔ)言是不能進(jìn)行寄存器操作的，因此必須調用軟中斷OS_EXIT_CRITICAL()重新打開(kāi)中斷。在開(kāi)中斷之前，要判斷將全局變量OsEnterSum減1后是否為0，所以必須在調用開(kāi)中斷之前調用軟中斷OS_ENTER_CRITICAL()將OsEnterSum變成1。在臨界區中可以進(jìn)行一些處理，如清中斷標志、關(guān)低優(yōu)先級中斷等。進(jìn)行C語(yǔ)言中斷服務(wù)程序之后要將VICVectAddr置位為0，這是ARM7處理器核的要求必須進(jìn)行這樣的編寫(xiě)，否則會(huì )導致一些錯誤(如不能第2次進(jìn)入中斷等)。
結語(yǔ)
“μC/OSII+ ARM7”是當前嵌入式系統中廣泛應用的一款平臺，適合于復雜度不是很高的中小型嵌入式系統。本文在深入分析”μC/OSII+ ARM7”中斷機制的基礎上，對IRQ中斷響應機制進(jìn)行了改進(jìn)，提出了優(yōu)化方案。實(shí)驗證明，此方法可以實(shí)現中斷的嵌套并且提高系統實(shí)時(shí)性，具有一定的應用價(jià)值。
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