μC/OSII下的ARM7中斷過(guò)程分析及優(yōu)化方法

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(jìn)行任務(wù)切換

LDR PC, =OSIntCtxSw;進(jìn)行任務(wù)切換

MEND

END

通過(guò)對(duì)Handler宏的分析可知，用戶的C語(yǔ)言中斷處理程序是在特權(quán)模式--系統(tǒng)模式下運(yùn)行的，并且CPU在執(zhí)行中斷服務(wù)程序時(shí)中斷都是關(guān)閉的，所以本系統(tǒng)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(shù)據(jù)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(zhí)行時(shí)不能根據(jù)中斷優(yōu)先級(jí)進(jìn)行中斷嵌套，延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，只有當(dāng)一個(gè)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(shí)時(shí)特性。為提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，需要對(duì)其中斷進(jìn)行優(yōu)化。

3 中斷的優(yōu)化

改寫(xiě)μC/OSII 內(nèi)核中 HANDLER 宏可以實(shí)現(xiàn)ARM的中斷嵌套，這樣做雖然提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，但損害了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可移植性。通過(guò)對(duì)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(zhí)行在特權(quán)模式--系統(tǒng)模式這一特點(diǎn)來(lái)實(shí)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(biāo)志；//防止沒(méi)有清中斷標(biāo)志使得中斷多次進(jìn)入關(guān)閉低優(yōu)先級(jí)；//禁止低優(yōu)先級(jí)中斷

S_EXIT_CRITICAL()；//在中斷服務(wù)程序中開(kāi)中斷用戶的C語(yǔ)言代碼；//進(jìn)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(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(tǒng)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(diào)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(diào)用開(kāi)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(jìn)行一些處理，如清中斷標(biāo)志、關(guān)低優(yōu)先級(jí)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(dǎo)致一些錯(cuò)誤(如不能第2次進(jìn)入中斷等)。

結(jié)語(yǔ)

“μC/OSII+ ARM7”是當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的一款平臺(tái)，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(jī)制的基礎(chǔ)上，對(duì)IRQ中斷響應(yīng)機(jī)制進(jìn)行了改進(jìn)，提出了優(yōu)化方案。實(shí)驗(yàn)證明，此方法可以實(shí)現(xiàn)中斷的嵌套并且提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)性，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。