【百问科技】关于Freertos中断管理的一些基础知识

本文内容大部分源于韦东山老师的课件。供自己学习回顾使用。

在RTOS中的中断处理过程大致流程如下:
假设当前执行正在任务task,用户按下按键触发了按键中断,cpu此时跳到硬件跳转的中断向量位置,保存task的运行环境,便于后面恢复;分辨中断并执行相应的中断服务函数(ISR);执行完毕后,恢复原来task的环境,或运行其他优先级更高的任务。

在Freertos中,中断服务函数的优先级高于任务,任务只有在没有中断的情况下才执行。FreeRTOS 把任务认为是硬件无关的,任务的优先级由程序员决定,任务何时运行由调度器决定。有点像把要做的功能分为两种不同优先级的函数,因为他们的各类API函数功能上大同小异,但是由于ISR无法进入阻塞状态,任务需要进入阻塞状态。所以就有两套api函数,提升系统执行效率。
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使用两套api函数也有缺点,调用第三方库的时候会不方便,但是可以通过修改第三方库来解决。

在任务函数内部调用其他任务实现任务切换或任务阻塞;
在 ISR 中调用 API 时不进行任务切换,而只是在"xHigherPriorityTaskWoken"中标记一下;在ISR函数中,使用两个宏进行任务切换:portEND_SWITCHING_ISR(xHigherPriorityTaskWoken );使用汇编实现

portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken );使用C语言实现。新版本freertos统一使用。

中断的延迟处理:
ISR:尽快做些清理、记录工作,然后触发某个任务
任务:更复杂的事情放在任务中处理
过程大致如下:
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屏蔽中断的宏:
任务中使用:taskENTER_CRITICA()/taskEXIT_CRITICAL()
其间的中断小于等于系统最高优先级的被屏蔽,高于最高优先级的可以产生。其间不会有任务调度产生,并且可递归使用。

ISR 中使用:taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR()/taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR()
示例代码:

void vAnInterruptServiceRoutine( void ) {
 /* 用来记录当前中断是否使能 */
 UBaseType_t uxSavedInterruptStatus;
 
 /* 在 ISR 中,当前时刻中断可能是使能的,也可能是禁止的
 * 所以要记录当前状态, 后面要恢复为原先的状态
 * 执行这句代码后,屏蔽中断
 */
 uxSavedInterruptStatus = taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR();
 
 /* 访问临界资源 */
 /* 恢复中断状态 */
 taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR( uxSavedInterruptStatus );
 /* 现在,当前 ISR 可以被更高优先级的中断打断了 */
}

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