嵌入式实时操作系统.docx

ecos中断机制分析(1) 不同的微处理器提供的中断处理机制不相同，ecos对各种处理机制作了一定的抽象，提供了一种通用的中断处理机制。下面以m68k的mcf52xx系列处理器为例分析。当中断产生时，ecos的一段跳转程序使处理器跳转到相应的VSR,对mcf52xx处理器来说这段跳转程序就是中断向量表，当然不同处理器的跳转程序有不同的实现方式。VSR作了一些简单处理后，会调用中断服务程序(ISR)作进一步处理，对ISR的调用采用寻找中断服务程序向量表的方式。有些中断在ISR结束后还会调用延迟服务程序(DSR)作进一步处理。以下是构成mcf52xx的中断向量表的汇编代码：/*/* ROM vector table */ .macro hw_vsr name .long hw_vsr_name .endm .section .romvec,ax .globl rom_vsr_tablerom_vsr_table: /* 0 - Initial SSP */ hw_vsr stack /* 1 - Initial PC */ hw_vsr reset /* 2-24 - Default exception handlers */ .rept 24-2+1 hw_vsr default .endr /* 25-31 - Autovector interrupts 1-7 */ .rept 31-25+1 hw_vsr autovec .endr /* 32-63 - Default exception handlers */ .rept 63-32+1 hw_vsr default .endr /* 64-255 - User interrupt vectors */ .rept 255-64+1 hw_vsr interrupt .endr .equ rom_vsr_table_size, . - rom_vsr_table 这段代码构成了中断向量表，假设处理器按rom方式启动，通过链接脚本.ld文件将该中断向量表的起始位置放在复位后PC入口位置(假设为0xFFE00000),该向量表在rom中的存储示意图如下图： 当复位中断产生时，处理器首先从0xFFE00000取出一个长字来初始化堆栈寄存器SP,然后取出紧跟着的一个长字来初始化PC,此时PC值为hw_vsr_reset,也即一段向量服务程序(VSR)的入口地址。同样，当其他中断(或例外)产生时，mcf52xx处理器自动将一个32位状态字和PC压栈，如下图所示：其中VECTOR7：0为当前中断的中断向量号，SR(STATUSREGISTER) 10:8三位为当前中断级别，用于屏蔽低于或等于当前级别的中断，之后处理器会根据中断号从中断向量表中获得相应向量服务程序(VSR)的入口地址。这里重点分析64到255号中断的向量服务程序。 .equ int_pres_regs_sz,(2+3)*4) .macro int_pres_regs lea.l -int_pres_regs_sz(%sp),%sp movem.l %d0-%d2/%a0-%a1,(%sp) .endm .macro int_rest_regs movem.l (%sp),%d0-%d2/%a0-%a1 lea.l int_pres_regs_sz(%sp),%sp .endm 首先定义了两个宏int_pres_regs和int_rest_regs分别用于压栈和恢复d0,d1,d2,a0,a1五个寄存器，即对CPU状态进行一定程度的保存。 .text .balign 4hw_vsr_interrupt: int_pres_regs move.l #(-64+7)*4,%d0hw_vsr_int_common: move.w int_pres_regs_sz(%sp),%d1 and.l #0x000003fc,%d1add.l%d1,%d0 asr.l #2,%d1这里获取65-255号中断ISR入口地址在中断服务程序(ISR)向量表存放的位置。前面提到VSR作了一些简单处理后，会调用中断服务程序(ISR)作进一步处理，对ISR的调用采用从中断服务程序向量表获取ISR入口地址的方式。 mcf52xx系列ISR向量表实际是一个数组cyg_hal_interrupt_handlers，那么数组里保存的ISR入口地址是什么时候存进去的呢？，原来用户在添加ISR的时候会通过cyg_drv_interrupt_attach（)函数，该函数将该ISR的入口地址按中断向量号顺序存入ISR向量表数组。具体实现如下：#define HAL_INTERRUPT_ATTACH( _vector_, _isr_, _data_, _object_ ) CYG_MACRO_START cyg_uint32 _index_; HAL_TRANSLATE_VECTOR(_vector_), _index_); if (cyg_hal_interrupt_handlers_index_ =(CYG_ADDRESS)&hal_arch_default_isr) cyg_hal_interrupt_handlers_index_ = (CYG_ADDRESS)(_isr_); cyg_hal_interrupt_data_index_ = (CYG_ADDRWORD)(_data_); cyg_hal_interrupt_objects_index_ = (CYG_ADDRESS)(_object_); CYG_MACRO_END其中HAL_TRANSLATE_VECTOR宏又定义为：#define HAL_TRANSLATE_VECTOR(_vector_,_index_) CYG_MACRO_START switch (_vector_) case CYGNUM_HAL_VECTOR_AUTOVEC1 . CYGNUM_HAL_VECTOR_AUTOVEC7: (_index_) = (_vector_) - CYGNUM_HAL_VECTOR_AUTOVEC1); break; case CYGNUM_HAL_VECTOR_INTRFIRST . CYGNUM_HAL_VECTOR_INTRLAST: (_index_) = (_vector_) - CYGNUM_HAL_VECTOR_INTRFIRST + (CYGNUM_HAL_VECTOR_AUTOVEC7 - CYGNUM_HAL_VECTOR_AUTOVEC1 + 1); break; default: CYG_FAIL(Unknown Interrupt!); (_index_) = (typeof(_index_)-1; CYG_MACRO_END 上面两段宏显示了ISR向量表数组的构成，cyg_hal_interrupt_handlers0到cyg_hal_interrupt_handlers6为25-31号Autovector interrupts1-7的ISR程序入口地址，cyg_hal_interrupt_handlers7到cyg_hal_interrupt_handlers198为64-255号User interrupt的ISR程序入口地址。 例如产生的是第70号中断，那么是刚才那段汇编程序获得ISR程序入口地址在cyg_hal_interrupt_handlers 数组中存放位置？当70号中断产生时，MCU将自动压栈32位状态字和PC,因为状态字里VECTOR7：0保存了中断向量号，所以根据这个向量号就可以换算出ISR放在cyg_hal_interrupt_handlers数组的位置了。hw_vsr_interrupt: int_pres_regs move.l #(-64+7)*4,%d0 hw_vsr_int_common: move.w int_pres_regs_sz(%sp),%d1 /出栈32位状态字 and.l #0x000003fc,%d1 /获取VECTOR7：0 add.l %d1,%d0/d0为ISR程序入口地址在 /cyg_hal_interrupt_handlers数组的相对位置 asr.l #2,%d1/d1为中断向量号 获取了ISR入口地址，接下来该调用ISR了。#ifdef CYGFUN_HAL_COMMON_KERNEL_SUPPORT .extern cyg_scheduler_sched_lock addq.l #1,cyg_scheduler_sched_lock /将调度器上锁次数增加1#endif pea (%sp) .extern cyg_hal_interrupt_objects lea cyg_hal_interrupt_objects,%a0 move.l (%a0,%d0.l),-(%sp) .extern cyg_hal_interrupt_data lea cyg_hal_interrupt_data,%a0 move.l (%a0,%d0.l),-(%sp) .extern cyg_hal_interrupt_handlers lea cyg_hal_interrupt_handlers,%a0 move.l (%a0,%d0.l),%a0 move.l %d1,-(%sp) 这一段主要为调用static cyg_uint32 isr(CYG_ADDRWORD vector, CYG_ADDRWORD data)以及void interrupt_end(cyg_uint32 isr_ret, Cyg_Interrupt *intr,HAL_SavedRegisters *regs)作准备，将函数需要的参数*intr，vector和data压栈 jbsr (%a0) /这里调用ISR,返回值作为传入interrupt_end()； /的参数isr_ret。 addq.l #4*1,%sp move.l %d0,(%sp) /保存isr_ret interrupt_end()函数将根据ISR返回值isr_ret和调度器上锁次数cyg_scheduler_sched_lock来判断是否执行DSR。如果isr_ret等于2(CYG_ISR_CALL_DSR)，且cyg_scheduler_sched_lock等于1，在interrupt_end()函数中将执行DSR.#ifdef CYGFUN_HAL_COMMON_KERNEL_SUPPORT move.w (4*3)+int_pres_regs_sz+2(%sp),%d2 move.w %d2,%sr /恢复本次中断前SR10：8的值 and.l #0x0700,%d2 lsr.l #8,%d2 add.l %d2,cyg_scheduler_sched_lock /处于中断嵌套则使上锁次数大于1 在调用interrupt_end()之前，首先恢复了本次中断前SR10：8的值,如果这个值不为0，说明处于中断嵌套中，因为初始化SR10：8为0，只有退到嵌套的最后一层，其中断前SR10：8才为0，如果不是0，通过增加 cyg_scheduler_sched_l