μC/OSII下的ARM7中斷過程分析及優(yōu)化方法
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LDR R2, =OsEnterSum
;中斷服務(wù)程序要退出，所以O(shè)sEnterSum=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(fù)用戶狀態(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}^ ;不進行任務(wù)切換
LDR PC, =OSIntCtxSw;進行任務(wù)切換
MEND
END
通過對Handler宏的分析可知，用戶的C語言中斷處理程序是在特權(quán)模式--系統(tǒng)模式下運行的，并且CPU在執(zhí)行中斷服務(wù)程序時中斷都是關(guān)閉的，所以本系統(tǒng)采用的是最為簡單的非嵌套中斷方式。這種方式的優(yōu)點是，上下文數(shù)據(jù)不會被任何順序的中斷所破壞；缺點是，在中斷服務(wù)程序執(zhí)行時不能根據(jù)中斷優(yōu)先級進行中斷嵌套，延時時間長，只有當一個ISR完全結(jié)束并退出中斷后才重新接受中斷，降低了系統(tǒng)的實時特性。為提高系統(tǒng)的實時性，需要對其中斷進行優(yōu)化。
3 中斷的優(yōu)化
改寫μC/OSII 內(nèi)核中 HANDLER 宏可以實現(xiàn)ARM的中斷嵌套，這樣做雖然提高了系統(tǒng)的實時性，但損害了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可移植性。通過對中斷過程的分析，下面給出一種編寫中斷服務(wù)程序的模板，充分利用ISR執(zhí)行在特權(quán)模式--系統(tǒng)模式這一特點來實現(xiàn)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；//防止沒有清中斷標志使得中斷多次進入關(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)程序中開中斷用戶的C語言代碼；//進行用戶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，所以接下來要做的就只剩下開關(guān)中斷的工作。由于在進入C中斷處理程序之前進入的是關(guān)中斷系統(tǒng)模式，所以必須在C語言中重新打開中斷，而C語言是不能進行寄存器操作的，因此必須調(diào)用軟中斷OS_EXIT_CRITICAL()重新打開中斷。在開中斷之前，要判斷將全局變量OsEnterSum減1后是否為0，所以必須在調(diào)用開中斷之前調(diào)用軟中斷OS_ENTER_CRITICAL()將OsEnterSum變成1。在臨界區(qū)中可以進行一些處理，如清中斷標志、關(guān)低優(yōu)先級中斷等。進行C語言中斷服務(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行這樣的編寫，否則會導(dǎo)致一些錯誤(如不能第2次進入中斷等)。
結(jié)語
“μC/OSII+ ARM7”是當前嵌入式系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的一款平臺，適合于復(fù)雜度不是很高的中小型嵌入式系統(tǒng)。本文在深入分析”μC/OSII+ ARM7”中斷機制的基礎(chǔ)上，對IRQ中斷響應(yīng)機制進行了改進，提出了優(yōu)化方案。實驗證明，此方法可以實現(xiàn)中斷的嵌套并且提高系統(tǒng)實時性，具有一定的應(yīng)用價值。
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