专栏首页linux驱动个人学习liteos 中断机制(四)

liteos 中断机制(四)

1. 概述

中断是指出现需要时, CPU暂停执行当前程序,转而执行新程序的过程。即在程序运行过程中,系统出现了一个必须由CPU立即处理的事务,此时, CPU暂时中止当前程序的执行转而处理这个事务,这个过程就叫做中断。

众多周知, CPU的处理速度比外设的运行速度快很多,外设可以在没有CPU介入的情况下完成一定的工作,但某些情况下需要CPU为其做一定的工作。

通过中断机制,在外设不需要CPU介入时, CPU可以执行其它任务,而当外设需要CPU时通过产生中断信号使CPU立即中断当前任务来响应中断请求。这样可以使CPU避免把大量时间耗费在等待,查询外设状态的操作上,因此将大大提高系统实时性以及执行效率。

Huawei LiteOS的中断支持:

  • 中断初始化。
  • 中断创建。
  • 开/关中断。
  • 恢复中断。
  • 中断使能。
  • 中断屏蔽。

Huawei LiteOS的中断机制支持中断共享。

1.1 中断的介绍

与中断相关的硬件可以划分为三类:设备、中断控制器、 CPU本身。 设备:发起中断的源,当设备需要请求CPU时,产生一个中断信号,该信号连接至中断控制器。

中断控制器:中断控制器是CPU众多外设中的一个,它一方面接收其它外设中断引脚的输入,另一方面,它会发出中断信号给CPU。可以通过对中断控制器编程实现对中断源的优先级、触发方式、打开和关闭源等设置操作。常用的中断控制器有VIC(Vector Interrupt Controller)和GIC(General Interrupt Controller),在ARM Cortex-A7中使用的中断控制器是GIC。

CPU: CPU会响应中断源的请求,中断当前正在执行的任务,转而执行中断处理程序。

1.2 和中断相关的名词解释

中断号:每个中断请求信号都会有特定的标志,使得计算机能够判断是哪个设备提出的中断请求,这个标志就是中断号。

中断请求:“紧急事件”需向CPU提出申请(发一个电脉冲信号),要求中断,及要求CPU暂停当前执行的任务,转而处理该“紧急事件”,这一申请过程称为中断申 请。

中断优先级:为使系统能够及时响应并处理所有中断,系统根据中断时间的重要性和紧迫程度,将中断源分为若干个级别,称作中断优先级。 Huawei LiteOS中所有的中断源优先级相同,不支持中断嵌套或抢占。

中断处理程序:当外设产生中断请求后, CPU暂停当前的任务,转而响应中断申请,即执行中断处理程序。

中断触发:中断源发出并送给CPU控制信号,将接口卡上的中断触发器置“1”,表明该中断源产生了中断,要求CPU去响应该中断,CPU暂停当前任务,执行相应的中断处理程序。

中断触发类型:外部中断申请通过一个物理信号发送到GIC,可以是电平触发或边沿触发。

中断向量:中断服务程序的入口地址。

中断向量表:存储中断向量的存储区,中断向量与中断号对应,中断向量在中断向量表中按照中断号顺序存储。

中断共享:当外设较少时,可以实现一个外设对应一个中断号,但为了支持更多的硬件设备,可以让多个设备共享一个中断号,共享同一个中断的中断处理程序形成一个链表,当外部设备产生中断申请时,系统会遍历中断号对应的中断处理程序链表。

中断底半部:中断处理程序耗时应尽可能短,以满足中断的快速响应,为了平衡中断处理程序的性能与工作量,将中断处理程序分解为两部分:顶半部和底半部。

顶半部完成尽可能少的比较紧急的任务,它往往只是简单地读取寄存器中的中断状态并清除中断标志位即进行“登记工作”,将耗时的底半部处理程序挂到系统的底半部执行队列中去。

1.3 运作机制

Huawei LiteOS的中断机制支持中断共享:

中断共享的实现依赖于链表,对应每一个中断号创建一个链表,链表节点中包含注册的中断处理函数和函数入参。当对同一中断号多次创建中断时,将中断处理函数和函数入参添加到中断号对应的链表中,因此当硬件产生中断时,通过中断号查找到其对应的结构体链表,遍历执行链表中的中断处理函数。

Huawei LiteOS的中断机制支持中断底半部:

中断底半部的实现基于workqueue,在中断处理程序中将工作分为顶半部和底半部,底半部处理程序与work关联,并挂载到合法workqueue上。系统空闲时执行workqueue中的work上的底半部程序。

2. 开发指导

2.1 使用场景

当有中断请求产生时, CPU暂停当前的任务,转而去响应外设请求。根据需要,用户通过中断申请,注册中断处理程序,可以指定CPU响应中断请求时所执行的具体操作。

2.2 功能

Huawei LiteOS 系统中的中断模块为用户提供下面几种功能。

接口名

描述

LOS_HwiCreate

硬中断创建,注册硬中断处理程序

LOS_IntUnLock

开中断

LOS_IntRestore

恢复到关中断之前的状态

LOS_IntLock

关中断

hal_interrupt_mask

中断屏蔽(通过设置寄存器,禁止CPU响应该中断)

hal_interrupt_unmask

中断使能(通过设置寄存器,允许CPU响应该中断)

2.3 HWI错误码

对创建中断存在失败可能性的操作返回对应的错误码,以便快速定位错误原因。

序 号

定义

实际数值

描述

参考解决方案

1

OS_ERRNO_HWI_NUM_INVALID

0x02000900

无效中断号

检查中断号,给定有效中断号

2

OS_ERRNO_HWI_PROC_FUNC_NULL

0x02000901

中断程序指针为空

传入非空中断处理程序指针

3

OS_ERRNO_HWI_CB_UNAVAILABLE

0x02000902

无可用中断资源

通过配置,增大可用中断最大数量

4

OS_ERRNO_HWI_NO_MEMORY

0x02000903

内存不足

增大内存空间

5

OS_ERRNO_HWI_ALREADY_CREATED

0x02000904

中断处理程序已经创建

检查传入的中断号对应的中断处理程序是否已经被创建

6

OS_ERRNO_HWI_PRIO_INVALID

0x02000905

中断优先级无效

传入有效中断优先级[0,31]

7

OS_ERRNO_HWI_MODE_INVALID

0x02000906

中断模式无效

传入有效中断模式[0,1]

8

OS_ERRNO_HWI_FASTMODE_ALREADY_CREATED

0x02000907

快速模式中断已经创建

检查传入的中断号对应的中断处理程序是否已经被创建

9

OS_ERRNO_HWI_INTERR

0x02000908

接口在中断中调用 中断中禁止调用该接口

2.4 开发流程

  1. 修改配置项
    • 打开硬中断裁剪开关: OS_INCLUDE_HWI定义为YES.
    • 配置硬中断使用最大数: OS_HWI_MAX_USED_NUM.
  2. 调用中断初始化Los_HwiInit接口。
  3. 调用中断创建接口LOS_HwiCreate创建中断
  4. 调用hal_interrupt_unmask接口使能指定中断。
  5. 调用hal_interrupt_mask接口屏蔽指定中断。

3. 编程实例

3.1 实例描述

本实例实现如下功能。

  1. 关中断
  2. 中断创建
  3. 中断使能
  4. 中断恢复
  5. 中断屏蔽

3.2 编程示例

前提条件:

  • 在los_config.h中,将OS_INCLUDE_HWI定义为YES。
  • 在los_config.h中,设置最大硬中断个数OS_HWI_MAX_USED_NUM。

代码实现如下:

#include "los_hwi.h"
#include "los_typedef.h"
#define HWI_NUM_INT50 50
void uart_irqhandle(int irq,void *dev)
{
printf("\n int the func uart_irqhandle \n");
}
void hwi_test()
{
    int a = 1;
    UINTPTR uvIntSave;
    uvIntSave = LOS_IntLock();
    LOS_HwiCreate(HWI_NUM_INT50,         0,0,uart_irqhandle,NULL);//创建中断
    hal_interrupt_unmask(HWI_NUM_INT50);
    LOS_IntRestore(uvIntSave);
    hal_interrupt_mask(HWI_NUM_INT50);
}

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

推荐阅读

  • 日访问百万级微信小程序优化技巧总结

    之前负责的锡慧在线小程序是一款公益性质在线教育类小程序,因疫情影响导致流量暴增,日访问过百万

    薛定喵君
    小程序微信缓存RedisCanvas
  • Spiral: 一个性能卓越的PHP/Golang混合开发框架

    春节期间,了解到一个“全新”的 WEB 开发框架:Spiral, 最开始引起我的兴趣是从同事那里听说了 RoadRunner. 然后去了解 RoadRunner 的时候看到了 Spiral. 之所以把“全新”用双引号引起来,是因为这个框架其实从 2013 年起就在它的开发团队以及一些企业客户中应用了,经历了各种实际应用场景的考验,Spiral 的功能及其丰富,性能与当前主流的 PHP 框架相比也相当出众。但这个框架源自俄国,在国内不算知名,他们团队开始重视和梳理开源,也应该是才开始的事情。

    小李刀刀
    PHPGoSymfony
  • kubernetes系列教程(二十)prometheus提供完备监控系统

    上一个章节中kubernetes系列教程(十九)使用metric-server让HPA弹性伸缩愉快运行介绍了在kubernetes中的监控架构,通过安装和使用metric-server提供kubernetes中的核心监控指标:提供node节点和pod容器CPU和内存的监控能力,核心监控指标提供的监控维度和指标相对有限,需要更好的扩展监控能力,需要使用自定义监控来实现,本文介绍prometheus提供更更加丰富的自定义监控能力。

    HappyLau谈云计算
    Kubernetes容器微服务云监控
  • 如何将设计思维应用到精益初创公司的软件开发

    我们所说的设计思维,是指由 IDEO 公司的 Tim Brown 提出,并且正在改变全世界组织的设计思维,简称 DT。(译者注:IDDO,当代最具影响力的设计公司之一)

    Aceyclee
    Serverless无服务器云函数
  • InnoDB 事务加锁分析

    一般大家对数据库事务的了解可能停留在事务的ACID特性以及事务4种不同的隔离级别层面上,而对于事务 4 种不同隔离级别如何实现了解相对较少。

    2020labs小助手
    MySQLSQL数据库MVCMVCC
  • FutureTask 核心源码解析

    研究源码,一般我们都从整体以及实例先入手,再研究细节,不至于一开始就“深陷其中而"当局者迷".

    JavaEdge
    HTTPJava
  • 200行代码落地人脸识别开锁应用

    2019年国庆,帮朋友实现了一个人脸识别进行开锁的功能,用在他的真人实景游戏业务中。几个月来运行稳定,体验良好,借着这个春节宅家的时间,整理一下这个应用的实现过程。

    高树磊
    人脸识别图像处理
  • 滑动验证码攻防对抗

        在业务安全领域,滑动验证码已经是国内继,传统字符型验证码之后的标配。众所周知,打码平台和机器学习这两种绕过验证码的方式,已经是攻击者很主流的思路,不再阐述。冷渗透介绍的是一个冷门的绕过思路和防御方案。这些积累,均来自于实战之中,希望有用。

    周俊辉
    HTTP网络安全安全网站
  • 程序员进阶必读,万字总结Mysql优化精华篇

    price decimal(8,2)有2位小数的定点数,定点数支持很大的数(甚至是超过int,bigint存储范围的数)

    程序员内点事
    全文检索缓存SQL数据库Python
  • 运维转型 | 运维人不再只是“救火英雄”

    各行各业都开启了数字化转型的进程,运维团队在这种时代的浪潮中又该何去何从?我在帮助一些企业落地了运维技术平台之后,开始反思这个问题,并将所思所想整理成本篇文章。

    嘉为科技
    企业运维自动化云计算

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券