μC/OSII下的ARM7中断过程分析及优化方法

LDR R2, =OsEnterSum

;中断服务程序要退出，所以OsEnterSum=0

MOV R1, #0

STR R1, [R2]

MSR CPSR_c, #(NoInt | IRQ32Mode) ;切换回中断模式

LDMFD SP, {R3, SP, LR}^ ;恢复用户状态的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}^ ;不进行任务切换

LDR PC, =OSIntCtxSw;进行任务切换

MEND

END

通过对Handler宏的分析可知，用户的C语言中断处理程序是在特权模式--系统模式下运行的，并且CPU在执行中断服务程序时中断都是关闭的，所以本系统采用的是最为简单的非嵌套中断方式。这种方式的优点是，上下文数据不会被任何顺序的中断所破坏；缺点是，在中断服务程序执行时不能根据中断优先级进行中断嵌套，延时时间长，只有当一个ISR完全结束并退出中断后才重新接受中断，降低了系统的实时特性。为提高系统的实时性，需要对其中断进行优化。

3 中断的优化

改写μC/OSII 内核中 HANDLER 宏可以实现ARM的中断嵌套，这样做虽然提高了系统的实时性，但损害了系统运行的稳定性和可移植性。通过对中断过程的分析，下面给出一种编写中断服务程序的模板，充分利用ISR执行在特权模式--系统模式这一特点来实现中断嵌套的条件。中断服务程序模板如下：

void ISR(void){

OS_ENTER_CRITICAL()；//在中断服务程序中关中断清中断标志；//防止没有清中断标志使得中断多次进入关闭低优先级；//禁止低优先级中断

S_EXIT_CRITICAL()；//在中断服务程序中开中断用户的C语言代码；//进行用户在中断中要做的工作

VICVectAddr=0；//将中断服务程序的入口地址置0

}

由于Handler宏中已将LR、SPSR、返回地址和发生中断前的堆栈指针等寄存器入栈保存，所以接下来要做的就只剩下开关中断的工作。由于在进入C中断处理程序之前进入的是关中断系统模式，所以必须在C语言中重新打开中断，而C语言是不能进行寄存器操作的，因此必须调用软中断OS_EXIT_CRITICAL()重新打开中断。在开中断之前，要判断将全局变量OsEnterSum减1后是否为0，所以必须在调用开中断之前调用软中断OS_ENTER_CRITICAL()将OsEnterSum变成1。在临界区中可以进行一些处理，如清中断标志、关低优先级中断等。进行C语言中断服务程序之后要将VICVectAddr置位为0，这是ARM7处理器核的要求必须进行这样的编写，否则会导致一些错误(如不能第2次进入中断等)。

结语

“μC/OSII+ ARM7”是当前嵌入式系统中广泛应用的一款平台，适合于复杂度不是很高的中小型嵌入式系统。本文在深入分析”μC/OSII+ ARM7”中断机制的基础上，对IRQ中断响应机制进行了改进，提出了优化方案。实验证明，此方法可以实现中断的嵌套并且提高系统实时性，具有一定的应用价值。