uC/OS-II的任务切换机理及中断调度优化
因为μC/OS-II在进入中断中,会把全局变量OSIntNesting++;在退出中断的时候,又会把OSIntNesting--。在退出中断进行任务切换之前,μC/OS-II会先判断OSIntNesting是否为0,是0才会进行任务调度。当第二中断运行结束以后,退出中断嵌套的时候,OSIntNesting不为0,也就不会进行任务调度。因此,仍旧在系统堆栈出栈,那么系统会继续前面没有完成的中断服务程序。
接着退出中断的顺序和非中断嵌套的顺序是一样的。在中断处理完以后,SP会自动回到图4中③的SP位置。接着,系统会查询到优先级最高的任务,然后把SP的指针移到优先级最高的任务的任务堆栈。进行R15~R4的出栈工作,最后用RETI中断返回指令返回到新的任务。
中断的情况基本上就是上述两种。对于有些文献中提到的在中断中会调度到更高优先级的任务的情况,笔者觉得是不应该发生的。因为从上面的分析可以看出,默认的(μC/OS-II的设计思路)中断处理会同时对全局变量OSIntNesting进行增减处理,以给出是否需要任务调度的条件。那么即使在中断服务程序中把更高优先级的任务就绪,也会等到中断退出以后再进行调度,除非是在中断中直接调用更高优先级的任务函数。但这种方法应该是和μC/OS-II的原则相违背的,沿用的是以前前后台设计的思路。
对于这样的设计方式,时钟节拍的处理方式必须和一般的中断处理方式是一样的。一般来说,MSP430使用WATCHDOG时钟中断作为时钟节拍的产生源。从本质上来说,时钟节拍本身也是中断处理过程,所以对于时钟节拍的处理应该和其它的中断处理过程相同。实际上,在时钟节拍的处理过程中也可能会存在中断嵌套的问题。
中断堆栈和任务堆栈分离设计的程序流程如图6所示。
4 几点建议
① 编写中断程序的时候,有条件尽量使用汇编语言。因为这样可以避免一些编译器自己进行的操作,减少指针调整的次数。
② 在用C编写中断服务的时候,因为有些功能必须调用汇编的函数才能实现。调用函数时,有些时候压栈的PC会破坏堆栈的结构。这个时候需要把堆栈进行适当的调整,保证堆栈格式的正确。
③ 中断处理过程中调用OSIntExit()的时候,由于 μC/OS-II的原始设计中SP指针有时是不调整的,所以在OSIntExit()返回了以后,还要判断一下是否中断嵌套。因为有的时候是需要切换任务的。
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