1、为什么需要中断
在RTOS中,需要应对各类事件。这些事件很多时候是通过硬件中断产生,怎么处理中断呢?
假设当前系统正在运行Task1时,用户按下了按键,触发了按键中断。这个中断的处理流程如下:
CPU跳到固定地址去执行代码,这个固定地址通常被称为中断向量,这个跳转时硬件实现的
执行代码做什么?
保存现场:Task1被打断,需要先保存Task1的运行环境,比如各类寄存器的值
分辨中断、调用处理函数(这个函数就被称为ISR,interrupt service routine)
恢复现场:继续运行Task1,或者运行其他优先级更高的任务
要注意到,ISR是在内核中被调用的,ISR执行过程中,用户的任务无法执行。ISR要尽量快,否则其他低优先级的中断无法被处理,实时性就无法保证;用户任务无法被执行,就会导致系统显得很卡顿
如果这个硬件中断的处理,就是非常耗费时间呢?对于这类中断的处理就要分为2部分:ISR要尽快做些清理、记录工作,然后触发某个任务;将更复杂的事情放在任务中处理。所以需要ISR和任务之间进行通信
要在FreeRTOS中熟练使用中断,有几个原则要先说明:
(1)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
(2)ISR虽然也是使用软件实现的,但是它被认为是硬件特性的一部分,因为它跟硬件密切相关。何时执行?由硬件决定;哪个ISR被执行?由硬件决定。
(3)ISR的优先级高于任务:即使是优先级最低的中断,它的优先级也高于任务。任务只有在没有中断的情况下,才能执行。
2、两套API函数
2.1 为什么需要两套API
在任务函数中,我们可以调用各类API函数,比如队列操作函数:xQueueSendToBack。但是在ISR中使用这个函数会导致问题,应该使用另一个函数:xQueueSendToBackFromISR,它的函数名含有后缀"FromISR",表示"从ISR中给队列发送数据"。
FreeRTOS中很多API函