基于ARM平台的UCOSII中断响应过程详解

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2009-8-11
Nil.Ryan
版本：1.0
MRS temp, SPSR ORR temp, temp, #NoInt MSR SPSR_c, temp } OsEnterSum++; break; ………………………………………………
问题：SWI_Exception 函数的参数是如何传递的？ 【提示：汇编和 C 语言之间传递参数一般是用 R0～R3，当参数超过 4 个时，会使用堆栈辅 助进行参数传递；】
LDR PC, FIQ_Addr
Reset_Addr Undef_Addr SWI_Addr PAbt_Addr DAbt_Addr
FIQ_Addr
DCD Reset_Handler DCD Undef_Handler DCD SoftwareInterrupt DCD PAbt_Handler DCD DAbt_Handler DCD 0xB9206E28 DCD FIQ_Handler
中断向量表可以在启动文件（一般是 startup.s 文件）中找到：
Vectors
LDR PC, Reset_Addr
LDR PC, Undef_Addr
LDR PC, SWI_Addr
LDR PC, PAbt_Addr
LDR PC, DAbt_Addr
NOP
; Reserved Vector
LDR PC, [PC, #-0x0120] ; Vector from VicVectAddr
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2009-8-11
Nil.Ryan
版本：1.0
一 前言
本文主要描述给予 KEIL MDK 和 LPC2000 系列 ARM 芯片的 UCOSII 系统的中断响应 过程；从中断的性质上区分，主要分为两部分：软中断和硬件中断；
中断是一种机制，用于通知 CPU 某个异步事件发生了。中断一旦被系统识别，CPU 则 保存部分(或全部)现场(context)，即部分(或全部）寄存器的值，然后跳转到专门的子程序， 称为中断服务子程序(ISR)。中断服务子程序做事件处理，处理完成后执行任务调度，程序 回到就绪态优先级最高的任务开始运行（对于可剥夺型内核）。
2. 软中断的作用
软中断可以用于用户模式下的程序调用特权操作指令， 在实时操作系统中可以通过该 机制实现系统调用。软中断也可以用于系统的各种异常处理；在没有软中断机制的平台上运 行操作系统是一件不可想象的事情；
3. 软中断与硬件中断的区别
软中断是软件实现的中断,也就是程序运行时其他程序对它的中断;而硬件中断是硬件实现的 中断,是程序运行时设备或模块对它的中断。 （1） 软中断发生的时间是由程序控制的,而硬中断发生的时间是随机的 （2） 软中断是由程序调用发生的,而硬中断是由外设引发的
CMP LDRLO LDREQ
R0, #1 PC, =OSIntCtxSw PC, =__OSStartHighRdy
; 中断前是否是 Thumb 状态 ; 是: 取得 Thumb 状态 SWI 号 ; 否: 取得 arm 状态 SWI 号 ; r0 = SWI 号，R1 指向参数存储位置
; SWI 0x01 为第一次任务切换
switch(SWI_Num) {
//case 0x00: // break; //case 0x01: // break; case 0x02:
__asm {
/* 任务切换函数 OS_TASK_SW，参考 os_cpu_s.s 文件 */ /* 启动任务函数 OSStartHighRdy，参考 os_cpu_s.s 文件 */ /* 关中断函数 OS_ENTER_CRITICAL()，参考 os_cpu.h 文件 */
BL
SWI_Exception
LDMFD SP!, {R0-R3, R12, PC}^
进入 SoftwareInterrupt 函数后，首先进行任务环境的保护，然后读取软中断的功能号（软 中断的功能号在指令代码中，而指令代码的地址可以根据 PC 指针的返回地址寄存器来推算 出来）；接下来就通过功能号跳转到不同的功能代码中执行； 通过指令 CMP R0, #1，将保存在 R0 寄存器中的功能号跟 1 比较: ¾ 如果小于 1，则功能号是 0，则执行指令【LDRLO PC, =OSIntCtxSw】，即实现任务切
/* 运行优先级最高的任务
*/
__swi(0x02) void OS_ENTER_CRITICAL(void);
/* 关中断
*/
__swi(0x03) void OS_EXIT_CRITICAL(void);
/* 开中断
*/
__swi(0) void *GetOSFunctionAddr(int Index); /* 获取系统服务函数入口
*/
__swi(0x41) void *GetUsrFunctionAddr(int Index); /* 获取自定义服务函数入口 */
__swi(0x42) void OSISRBegin(void);
/* 中断开始处理
*/
__swi(0x43) int OSISRNeedSwap(void);
/* 判断中断是否需要切换
; Reserved Address
从上面的代码我们可以看出，程序触发软中断指令后，最终会跳转到 SoftwareInterrupt
函数中；
在 OS_CPU_A.S 文件中，我们可以找到 SoftwareInterrupt 的实现代码：
;软件中断
SoftwareInterrupt
LDR SP, StackSvc
*/
（2） 以 OS_ENTER_CRITICAL(void)为例介绍具体响应过程
OS_ENTER_CRITICAL(void)是我们在嵌入式应用层变成中常用的一个功能；当我们调用该
函数时，系统执行__swi(0x02)功能；也就是在中断向量表中找到软中断的入口地址，然后
转向功能号为 2 的中断服务子程序；
注：UCOS 系统下，中断实现的方式有多种，不同的实现方式，代码的效率不同，本文只介 绍其中比较常见的一种实现方式的中断响应过程；
二 软中断
1. 什么是软中断
软中断目前偶还没找到官方的定义，软中断应该是指软中断机制，这个是模仿硬件中 断的思想，通常意义上是指由软件指令产生的中断；也就是通过执行一条指令，来通知 CPU 模拟一次中断过程；如 X86 架构的 INT 指令、ARM 架构的 SWI 指令等；
SWI_Exception 函数的部分代码如下：
void SWI_Exception(int SWI_Num, int *Regs)
{
OS_TCB *ptcb; unsigned int temp;
//以前的 keil for 2.5 或 ADS1.2 下，这个是不用这样子定义的 //直接用 R0 即可，，
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4. 软中断的响应过程
（1）首先看一下我们定义了那些软中断
在 OS_CPU.H 文件中，我们可以找到以下定义：
__swi(0x00) void OS_TASK_SW(void);
/* 任务级任务切换函数
*/
__swi(0x01) void _OSStartHighRdy(void);
1. 什么是软中断......................................................................................................................1 2. 软中断的作用......................................................................................................................1 3. 软中断与硬件中断的区别..................................................................................................1 4. 软中断的响应过程..............................................................................................................2 三 硬件中断...................................................................................................................................4 1. 什么是硬件中断..................................................................................................................4 2. 硬件中断的作用..................................................................................................................4 3. 硬件中断的分类..................................................................................................................4 4. 硬件中断的响应过程..........................................................................................................5 四 补充说明.................................................................................................................................10