μC/OSII下的ARM7中斷過程分析及優(yōu)化方法

LDR R2, =OsEnterSum

;中斷服務程序要退出，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}^ ;不進行任務切換

LDR PC, =OSIntCtxSw;進行任務切換

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模式--系統(tǒng)模式下運行的，并且CPU在執(zhí)行中斷服務程序時中斷都是關閉的，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)據不會被任何順序的中斷所破壞；缺點是，在中斷服務程序執(zhí)行時不能根據中斷優(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程序的模板，充分利用ISR執(zhí)行在特權模式--系統(tǒng)模式這一特點來實現(xiàn)中斷嵌套的條件。中斷服務程序模板如下：

void ISR(void){

OS_ENTER_CRITICAL()；//在中斷服務程序中關中斷清中斷標志；//防止沒有清中斷標志使得中斷多次進入關閉低優(yōu)先級；//禁止低優(yōu)先級中斷

S_EXIT_CRITICAL()；//在中斷服務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中斷的工作。由于在進入C中斷處理程序之前進入的是關中斷系統(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，所以必須在調用開中斷之前調用軟中斷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、關低優(yōu)先級中斷等。進行C語言中斷服務程序之后要將VICVectAddr置位為0，這是ARM7處理器核的要求必須進行這樣的編寫，否則會導致一些錯誤(如不能第2次進入中斷等)。

結語

“μC/OSII+ ARM7”是當前嵌入式系統(tǒng)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(tǒng)。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，具有一定的應用價值。