在MOTOROLA A68K系列MCU上移植μC/OS-II

在μC/OS -II中，开关中断是非常重要的，它可以保证关键代码或访问全局变量时不受中断的意外影响。CPU32的中断控制比较复杂，提供了7级具有不同级别的中断；可以选择关闭或打开某几级中断。但多级中断会使得μC/OS-II的中断处理变得复杂。在简单的应用或初次尝试移植μC/OS-II时，可以使用全开全关的方法。

如果考虑多级中断，必须注意到中断开关级别的控制是一个重要的信息，在关闭中断之前需要将这个信息保存起来，在对应的开中断时恢复这个中断级别控制信息。最容易想到的方法是用一个全局变量存存这个信息。

使用这个方法的程序如下：
#define OS_EXIT_CRITICAL() asm move SR_TEMP,sr；
#define OS_ENTER_CRITICAL() asm move.w SR,SR_TEMP;
asm ori.w #0x0700,SR;

接着构造两个任务，每个任务分别向屏幕输出一句话，同时修改内核的代码，让空闲任务也输出一句话。运行内核，通常在几分钟内会发现内核停止调试，只有空闲任务不停地向屏幕输出。这种情况非常麻烦，因为根据无法通过调试手段判断何时何处导致内核停止调度。

分析一下，当只有空闲任务运行时，代码为：
move.w sr,sr_temp
ori.w #0700,sr
addi.1 #1,OSIdleCtr
move.w sr_temp,sr
jmp ****

这5句语句在循环运行，而中断（这时只有定时中断）可以在任意一句语句中间切入。那么，如果在MOVE.W SR，SR_TEMP的时候产生了中断，就会执行中断（因为正要关中断，但还没有关上）；而中断程序调用的OSIntENTER和OSIntEXIT都会调用 OS_ENTER_CRITICAL（）来关闭中断，递增中断嵌套层数全局变量。这时，再次执行MOVE.W SR，SR_TEMP变量就被改写成关中断的值，当从中断返回到IDLE任务执行MOVE.W SR_TEMP，SR时，就关闭了中断，而不是恢复原来的状态寄存器。这样就导致内核无法响应中断，无法调度任务，只有IDLE任务在运行。

如何解决？最容易想到的方法是再增加一个全局变量，用来保存进入中断时的中断开关信息，退出中断恢复这个信息；但如果考虑到中断嵌套，相同的情况又出现了，并且如果一个任务在执行MOVE.W SR，SR_TEMP时被中断打断并且发生了任务调度，那么当个任务恢复时，它使用的中断信息SR_TEMP可以已经是被其他任务更改后的值了。内核无法响应中断，无法调度的任务可能依然存在。

给每个任务和中断都定义一个这样的全局变量，在不考虑中断嵌套的情况下似乎可以解决问题，但想象一下为每一个任务和中断提供一个单独的OS_ENTER_CRITICAL（）和OS_EXIT_CRITICAL（）函数所带来的工作量。显然这不一个好办法。

将中断信息推入堆栈是一个好主意，但我们会看到由此带来的一些更加隐蔽而复杂的问题。实现这个方法的程序代码如下：
#define OS_ENTER_CRITICAL() asm move SR,-(A7);
asm ori.w #0x0700,SR;
#define OS_EXIT_CRITICAL() asm move (A7)+,sr;

这样，每次调用OS_ENTER_CRITICAL（），都将当前的中断开关信息保存到当前任务堆栈或系统堆栈中断OS_EXIT_CRITICAL（）时，恢复这个信息。

使用了这个方法后，必须小心地计算堆栈的使用情况，修改OS_CPU_A.ASM和 OS_CPU_C.C文件里的函数。以OSIntCtxSw()函数为例，这个函数将导致中断级的任务调度，即被中断打断的程序不能继续运行，退出中断中另一个优先级更高的任务得以运行。在这个函数中必须对被中断的任务堆栈进行清理，使得这个任务的堆栈看起来和一次正常的任务切换后的情况相同，这样，才能保证这个任务被正确地恢复运行。OSIntCtxSw()函数仅仅在 OSICntExit()函数中被调用。

须指出的是，在中断发生时，CPU32已经将全部的寄存器和状态寄存器，PC指针内容保存到了堆栈中，这样已经为被打断的任务的恢复作好了准备。如果按照正常的中断流程，在退出中断时，被打断的任务应该恢复运行。现在，由于执行了中断级的任务切换，被打断的任务不能立刻恢复，而是被挂起，这就要求在执行任务调度前调整堆栈，使得被中断打断的任务处于随时可以被恢复的状态。

在中断处理程序中，当执行到OSIntExit（）时，堆栈的情况和刚刚进入中断还是相同的，是能够随时恢复被打断的任务的情况。那么，只需要忽略 OSIntExit（）函数造成的堆栈变化。首先，是OSIntExit（）函数本身的返回地址，长度为2个字；调用OS_ENTER_CRITICAL （）压入堆栈的状态寄存器，长度为1个字；最后，是OSIntCtxSw()函数的返回地址，长度为2个字。那么在OSIntCtxSw()进行任务切换时，首先要把这5个字的堆栈的内容清除，才能保证被中断任务的正确恢复。该语句如下：
ADDA #10，A7；

在完成了这些调整后，由于开关中断可