ucos中斷和時鐘

1、中斷和時鐘王華斌Wanghuabin-v中斷是計算機系統(tǒng)處理異常事件的重要機制！vuC/OS-II的時鐘是通過硬件定時器產(chǎn)生定時中斷實現(xiàn)的。v任務(wù)在運行過程中，應(yīng)內(nèi)部或外部異常事件的請求中止當前任務(wù)，而去處理異常事件所要求的任務(wù)的過程叫做中斷中斷。應(yīng)中斷請求而運行的程序叫做中斷服務(wù)子程序（中斷服務(wù)子程序（ISRISR）；中斷服務(wù)子程序的入口地址入口地址叫做中斷向量。中斷向量。1、中斷vC/OS中，中斷服務(wù)子程序要用匯編語言來寫中斷服務(wù)子程序要用匯編語言來寫。然而，如果用戶使用的C語言編譯器支持在線匯編語言的話，用戶可以直接將中斷服務(wù)子程序代碼放在C語言的程序文件中。系統(tǒng)接收到中斷請求后，如果這

2、時CPU處于中斷允許狀態(tài)，系統(tǒng)就會中止正在運行的任務(wù)，而按照中斷向量的指向轉(zhuǎn)而去運行中斷服務(wù)子程序；而中斷服務(wù)子程序的運行結(jié)束后，系統(tǒng)將會根據(jù)情況返回到被中止的任務(wù)繼續(xù)執(zhí)行，或者轉(zhuǎn)向運行另一個具有更高優(yōu)先級別的就緒任務(wù)。（任務(wù)的調(diào)度）總結(jié)v中斷是一種硬件機制，用于通知CPU有個異常事件發(fā)生了。中斷一旦被識別，CPU保存部分(或全部)現(xiàn)場(Context)即部分或全部寄存器的值，跳轉(zhuǎn)到專門的子程序，稱為中斷服務(wù)子程序(ISR)。中斷服務(wù)子程序做事件處理，處理完成后，程序回到：處理完成后，程序回到：（1）在前后臺系統(tǒng)中，程序回到后臺程序（2）對不可剝奪型內(nèi)核而言，程序回到被中斷了的任務(wù)（3）對可剝

3、奪型內(nèi)核而言，讓進入就緒態(tài)的優(yōu)先級最高的任務(wù)開始運行中斷嵌套vUC/OS-II系統(tǒng)運行中斷嵌套，即：高優(yōu)先級別的中斷源的中斷請求可以中斷可以中斷低優(yōu)先級別的中斷服務(wù)程序的運行。v為了記錄中斷嵌套的層數(shù)為了記錄中斷嵌套的層數(shù)，定義了一個全局變量OSIntNesting。（1）進入中斷函數(shù)：）進入中斷函數(shù)：void OSIntEnter (void) if(OSRunning=TRUE)if(OSIntNesting255) OSIntNesting+; /中斷嵌套層數(shù)計數(shù)器加1調(diào)用情況：調(diào)用情況：此函數(shù)在中斷服務(wù)程序保護斷點數(shù)據(jù)后，運行用戶中斷服務(wù)代碼之前來調(diào)用，所以通常把它叫做進入中斷服務(wù)函數(shù)

4、。（2）退出中斷服務(wù)函數(shù)）退出中斷服務(wù)函數(shù)中斷嵌套層數(shù)=0？調(diào)度器未被鎖任務(wù)是被中斷的任務(wù)入口獲得最高優(yōu)先級別就緒任務(wù)的prio獲得任務(wù)TCB的指針執(zhí)行中斷級任務(wù)切換返回中斷服務(wù)程序NoNoNoYesYesYesv說明：這個函數(shù)在中斷嵌套層數(shù)計數(shù)器為0、調(diào)度器未被鎖定、從任務(wù)就緒表中查找到的最高級就緒任務(wù)不是被中斷的任務(wù)的條件下將要進行任務(wù)切換，否則就返回被中斷的服務(wù)子程序v源代碼見下頁vvoid OSIntExit (void)vv OS_ENTER_CRITICAL();v if (-OSIntNesting & OSLockNesting) = = 0) v OSIntExitY

5、 = OSUnMapTblOSRdyGrp;v OSPrioHighRdy = (INT8U)(OSIntExitY OSTCBStkPtr = SP/V2.04以上新增4、清中斷源5、重新開中斷6、執(zhí)行用戶代碼做中斷服務(wù); 7、調(diào)用OSIntExit()；8、恢復(fù)所有CPU寄存器；9、執(zhí)行中斷返回指令；中斷級任務(wù)切換函數(shù)中斷級任務(wù)切換函數(shù)vuC/OS-II在運行完中斷服務(wù)程序之后，并不一定返回到被中斷的任務(wù)上去，而是要進行一次任務(wù)調(diào)度來決定是返回被中斷的任務(wù)還是運行一個具有更高優(yōu)先級別的任務(wù)，因此系統(tǒng)需要一個中斷級任務(wù)調(diào)度器中斷級任務(wù)調(diào)度器。v由函數(shù)OSIntExit()的源代碼可以知道，通

6、過調(diào)用函數(shù)OSIntCtxSw()來進行中斷級的任務(wù)切換。在中斷服務(wù)程序中調(diào)用的負責任務(wù)切換的函數(shù)OSIntCtxSw()叫做中斷級任務(wù)切換叫做中斷級任務(wù)切換函數(shù)函數(shù)。2、時鐘v時鐘：時鐘：任何操作系統(tǒng)都要提供一個周期性的信號源，以供系統(tǒng)處理與時間相關(guān)的事件，這個周期性的信號源叫做時鐘。v時鐘節(jié)拍：時鐘節(jié)拍：UC/OS-II用硬件定時器產(chǎn)生一個周期為毫秒級的周期性中斷來實現(xiàn)系統(tǒng)時鐘。最小的時鐘就是兩次中斷之間間隔的時間，這個最小時鐘單位叫做時鐘節(jié)拍。vOSTickISR() ：硬件定時器以時鐘節(jié)拍為周期定時地產(chǎn)生中斷，該中斷的中斷服務(wù)程序就是它。中斷中斷服務(wù)程序服務(wù)程序通過調(diào)用函數(shù)通過調(diào)用函數(shù)

7、來完成系統(tǒng)在每個時鐘節(jié)拍時需要做的工作來完成系統(tǒng)在每個時鐘節(jié)拍時需要做的工作。（1）時鐘節(jié)拍的中斷服務(wù)程序）時鐘節(jié)拍的中斷服務(wù)程序OSTickISR() 用匯編語言用匯編語言來編寫：來編寫：Void OSTickISR(void)保存保存CPU寄存器；寄存器；調(diào)用調(diào)用OSIntEnter(); /記錄中斷嵌套層數(shù)記錄中斷嵌套層數(shù)if(OSIntNesting = 1) OSTCBCur-OSTCBStkPtr=SP; /在任務(wù)在任務(wù)TCB中保存中保存SP調(diào)用調(diào)用OSTimeTick(); /時鐘節(jié)拍服務(wù)函數(shù)時鐘節(jié)拍服務(wù)函數(shù)清除中斷；清除中斷；開中斷；開中斷；調(diào)用調(diào)用OSIntExit()； /

8、中斷嵌套層數(shù)減中斷嵌套層數(shù)減1恢復(fù)恢復(fù)CPU寄存器；寄存器；中斷返回；中斷返回； （2）OSTimeTick()用用C編寫編寫在時鐘中斷服務(wù)程序中調(diào)用在時鐘中斷服務(wù)程序中調(diào)用OSTimeTick() UC/OS-II在每次響應(yīng)定時中斷時調(diào)用OSTimeTick()做了兩件事情：一一是給計數(shù)器OSTime加1；二二是遍歷任務(wù)控制塊鏈表中的所有任務(wù)控制塊，把各個任務(wù)控制塊中用來存放任務(wù)延時時限的OSTCBDly變量減1，并使該項為0，同時又不使被掛起的任務(wù)進入就緒狀態(tài)。簡單地說，函數(shù)OSTimeTick的任務(wù)就是在每個時鐘節(jié)拍了解每個任務(wù)的延時狀態(tài)，使其中已經(jīng)到了延時時限的非掛起任務(wù)進入就緒狀態(tài)。

9、Hook()函數(shù)vOSTimeTick()是系統(tǒng)調(diào)用的函數(shù)，為了方便應(yīng)用程序設(shè)計人員能在系統(tǒng)調(diào)用的函數(shù)中插入一些自己的工作，OS提供了時鐘節(jié)拍服務(wù)函數(shù)的鉤子函數(shù)OSTimeTickHook()。v此外，OS還提供了OSStkInitHook()、OSInitHookBegin()、OSInitHookEnd()、OSTaskCreateHook()、OSTaskDelHook()、OSTaskSwHook()、OSTaskStatHook()、OSTCBInitHook()、OSTaskIdleHook()等與OSTimeTickHook()一起共10個鉤子函數(shù)，以供用戶在系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)中書寫自

10、己的代碼。 3、時間管理v任務(wù)的延時：由于嵌入式系統(tǒng)的任務(wù)是一個無限循環(huán)，并且UC/OS-II還是一個搶占式內(nèi)核，所以為了使高優(yōu)先級別的任務(wù)不至于獨占CPU，可以給其他優(yōu)先級別較低的任務(wù)獲得CPU使用權(quán)的機會。UC/OS-II規(guī)定：規(guī)定：除了空閑任務(wù)之外的所有任務(wù)必須在任務(wù)中合適的位置調(diào)用系統(tǒng)提供的函數(shù)OSTimeDly()，使當前任務(wù)的運行暫停一段時間并進行一次任務(wù)調(diào)度，以讓出CPU的使用權(quán)。vOSTimeDly()原型: void OSTimeDly(INT16U ticks)函數(shù)的參數(shù)ticks是以時鐘節(jié)拍數(shù)時鐘節(jié)拍數(shù)為單位的延時時間的。vOSTimeDlyHMSM()時、分、秒為參數(shù)時

11、、分、秒為參數(shù)INT8U OSTimeDlyHMSM (INT8U hours, / 時INT8U minutes, / 分INT8U seconds, / 秒INT16U milli / 毫秒)v調(diào)用了以上這兩個函數(shù)的任務(wù)，當規(guī)定的延時時間期滿時，或者有其他任務(wù)通過調(diào)用函數(shù)OSTimeDlyResume()取消了延時時，它會立即進入就緒狀態(tài)。v取消任務(wù)的延時OSTimeDlyResume()延時的任務(wù)可以通過在其他任務(wù)中調(diào)用函數(shù)OSTimeDlyResume()取消延時并進入就緒狀態(tài)，如果任務(wù)比正在運行的任務(wù)優(yōu)先級別高，則立即引發(fā)一次任務(wù)調(diào)度。v原型：INT8U OSTimeDlyResume(INT8U prio)v獲取和設(shè)置系統(tǒng)時間獲取和設(shè)置系統(tǒng)時間系統(tǒng)定義了一個INT32U類型的全局變量OSTime來記錄系統(tǒng)發(fā)生的時鐘節(jié)拍數(shù)來記錄系統(tǒng)發(fā)生的時鐘節(jié)拍數(shù)。 OSTime在應(yīng)用程序調(diào)用OSStart()時被初始化為0，以后每發(fā)生一個時鐘節(jié)拍， OSTime的值就被加1。在應(yīng)用程序中調(diào)用函數(shù)調(diào)用函數(shù)OSTimeGet()可獲可獲得得OSTime的值的值。原型：INT32U OSTimeGet( void )；函數(shù)的返回值即為O