学习RTOS(5)临界段
什么是临界段
临界段用一句话概括就是一段在执行的时候不能被中断的代码段。那么什么情况下临界段会被打断?一个是系统调度,还有一个就是外部中断。在FreeRTOS,系统调度,最终也是产生 PendSV 中断,在 PendSV Handler 里面实现任务的切换,所以还是可以归结为中断。 既然这样, FreeRTOS 对临界段的保护最终还是回到对中断的开和关的控制。
不带返回值的关中断函数
代码清单 8-2(1): 不带返回值的关中断函数,不能嵌套,不能在中断里面使用。不带返回值的意思是:在往 BASEPRI 写入新的值的时候,不用先将 BASEPRI 的值保存起来,即不用管当前的中断状态是怎么样的,既然不用管当前的中断状态,也就意味着这样的函数不能在中断里面调用。
代 码 清 单 8-2(1)- ① : configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 是 一 个 在FreeRTOSConfig.h 中定义的宏,即要写入到 BASEPRI 寄存器的值。该宏默认定义为 191,高四位有效,即等于 0xb0,或者是 11,即优先级大于等于 11 的中断都会被屏蔽, 11 以内的中断则不受 FreeRTOS 管理。
代码清单 8-2(1)-②: 将 configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 的值写入BASEPRI 寄存器,实现关中断(准确来说是关部分中断)。
带返回值的关中断函数
代码清单 8-2(2): 带返回值的关中断函数,可以嵌套,可以在中断里面使用。 带返回值的意思是:在往 BASEPRI 写入新的值的时候,先将 BASEPRI 的值保存起来,在更新完BASEPRI 的值的时候,将之前保存好的 BASEPRI 的值返回,返回的值作为形参传入开中断函数。
代 码 清 单 8-2(2)- ① : configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 是 一 个 在FreeRTOSConfig.h 中定义的宏,即要写入到 BASEPRI 寄存器的值。该宏默认定义为 191,高四位有效,即等于 0xb0,或者是 11,即优先级大于等于 11 的中断都会被屏蔽, 11 以内的中断则不受 FreeRTOS 管理
代码清单 8-2(2)-②: 保存 BASEPRI 的值,记录当前哪些中断被关闭。
代码清单 8-2(2)-③: 更新 BASEPRI 的值。
代码清单 8-2(2)-④: 返回原来 BASEPRI 的值。
代码清单 8-3(1):开中断函数,具体是将传进来的形参更新到 BASEPRI 寄存器。根据传进来形参的不同,分为中断保护版本与非中断保护版本。
代码清单 8-3(2): 不带中断保护的开中断函数, 直接将 BASEPRI 的值设置为 0,与portDISABLE_INTERRUPTS()成对使用。
代码清单 8-3(3): 带中断保护的开中断函数, 将上一次关中断时保存的 BASEPRI 的值作为形参 ,与 portSET_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR()成对使用。
进入临界段
不带中断保护版本,不能嵌套
代码清单 8-5(1): uxCriticalNesting 是在 port.c 中定义的静态变量,表示临界段嵌套计数 器 , 默认初始化为 0xaaaaaaaa ,在调度器启动时会被重新初始化为 0 :vTaskStartScheduler()->xPortStartScheduler()->uxCriticalNesting = 0。
代码清单 8-5(2): 如果 uxCriticalNesting 等于 1,即一层嵌套,要确保当前没有中断活跃,即内核外设 SCB 中的中断和控制寄存器 SCB_ICSR 的低 8 位要等于 0。
带中断保护版本,可以嵌套
退出临界段
不带中断保护的版本,不能嵌套
带中断保护的版本,可以嵌套
临界段代码的应用
在 FreeRTOS 中,对临界段的保护出现在两种场合,一种是在中断场合一种是在非中断场合。
Hankin
2020.08.21
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