CMSIS-RTOS 中断处理Interrupt Handling

RTOS中断处理Interrupt Handling

在RTOS中使用信号来触发线程间的行为是比较简单和高效的，而对于Cortex-M微控制器来讲，从中断源获取信号来触发线程同样是一种重要的方式。虽然在中断服务程序ISR中运行一段代码也可以，但在RTOS系统中，在中断运行的时间越短越好，因为太长的时间会延长定时器的节拍，并破坏RTOS内核。系统节拍运行的优先级在NVIC中是最低的，因此任何中断服务程序都会打断它。

在RTOS中最好把中断服务代码设计成一个线程，并分配给它一个比较高的优先级。中断服务线程里的第一行代码应该是等待一个信号标志，当中断到来时，中断处理程序Handler唯一的任务就是设置信号标志，然后就结束运行。中断服务线程为中断事件提供服务，并在服务完成后重新进入循环等待信号标志的再次到来。

在RTOS里，中断服务代码作为线程运行，当中断到来时，中断处理程序Handler给中断服务线程发信号。然后交给内核根据线程的优先级进行调度。

void Thread3(void)
{
    while(1)
    {
        osSignalWait(isrSignal, waitForever);//等待ISR触发一个事件
        ...//处理中断
    }     
}

实际的中断程序只包含一点点代码：

void IRQ_Handler(void)
{
    osSignalSet(thread3, isrSignal);//给线程3发信号
}

练习：中断信号

CMSIS-RTOS不会在中断服务里引入任何延迟，但是如果你锁住系统节拍中断时间太长的话，就会干扰RTOS的正常运行。这个练习展示了如何从中断处理程序Handler给一个线程发信号，然后在线程里给中断提供服务，这和常规的ISR不同。

打开Pack Installer，选择”Ex 9 Interrupt Signals”，然后install到你的指定路径。

在main函数里，我们初始化ADC，并且创建了一个ADC线程，并给它分配一个所有线程中最高的优先级：

osThreadDef(adc_Thread, osPriorityAboveNormal, 1, 0);
int main(void){
    LED_Init();
    init_ADC();
    T_led_ID1 = osThreadCreate(osThread(led_Thread1), NULL);
    T_led_ID2 = osThreadCreate(osThread(led_Thread2), NULL);
    T_adc_ID = osThreadCreate(osThread(adc_Thread), NULL);
}

然而，在我们进入main函数后，会遇到一个问题：RTOS配置运行的所有线程都没有特权，因此我们就无法访问NVIC寄存器，针对这个问题有几种处理办法，最简单的就是给线程开放特权访问权限，只需要在RTX_Conf_CM.c文件里进行设置就可以了：

这里我们把线程执行模式切换到特权模式，这样线程就拥有访问Cortex-M处理器的所有访问权限，这里我们需要增加一个线程，同时可运行线程的个数也要增加一个。

编译工程并打开debugger仿真环境。

在led_Thread2, adc_Thread和AD1_2_IRQHandler分别设置断点。

全速运行代码

你会在启动ADC转换的地方遇到第一个断点，然后继续运行，进入ADC中断处理程序，该处理程序给adc线程完发信号就退出。发出的这个信号会让adc线程抢占其他正在运行的线程，紧接着adc线程运行ADC服务程序，然后就会重新挂起，等待下一个信号的到来。

练习：Keil RTX 和 SVC异常

在上一个例子中可以看到，当我们进入一个线程里，它就会运行到一个非特权模式。最简单的方法就是配置线程运行进入特权模式，但是这样就会运行线程拥有访问处理器的所有权限，就会引起潜在的运行时间错误。在这个例子中我们将看到如何使用系统调用异常来进入特权模式，进而运行系统级的代码。

打开Pack Installer，选择“Ex 10 Interrupt Signals”，然后install到你的指定路径。

在这个工程里我们已经添加了一个新的文件叫SVC_Table.s，
添加方法：右击Source Group 1，点击’Add New Item’，选择‘User Code Template’，然后选择CMSIS-RTOS User SVC。（实际工程中已经添加完这个文件——译者注）。

这个就是SVC中断查找表：

在这个文件里，我们需要为每个__SVC函数添加导入名称和表入口，在我们的例子里只需要__SVC_1

现在我们可以把ADC初始化函数转变成一个服务调用异常：

编译工程并启动仿真环境。

在init_ADC()函数前设置断点。

然后从左侧的寄存器窗口查看操作模式：
这里我们处于Thread模式，非特权，使用进程栈指针：

继续单步运行，穿过汇编代码，进入init_ADC函数：

这时我们可以看到已经进入了Handler模式，特权权限，使用主栈指针。这样我们就可以设置ADC，并拥有访问NVIC的权限了。