FreeRTOS简单内核实现4 临界段

@
目录

• 0、思考与回答
  
  
  
  • 0.1、思考一
    
  • 0.2、思考二
    
  • 0.3、思考三
    
  
  
• 1、关中断
  
  
  
  • 1.1、带返回值
    
  • 1.2、不带返回值
    
  
  
• 2、开中断
  
• 3、临界段
  
• 4、应用
  

0、思考与回答

0.1、思考一

为什么需要临界段？
有时候我们需要部分代码一旦这开始执行，则不允许任何中断打断，这段代码称为临界段
0.2、思考二

如何实现临界段？

• 关中断
  
• 执行临界区代码
  
• 开中断
  

0.3、思考三

对于 Cotex-M4 内核的处理器如何方便的控制其中断开关？
使用 BASEPRI 寄存器，当该寄存器中的值不为 0 时，处理器将不会处理优先级值大于或等于 BASEPRI 的任何异常，该寄存器相关信息可以在 Cortex-M4 Devices Generic User Guide 手册中找到，具体如下图所示

值得注意的是 STM32 的 BASEPRI 寄存器做了一些修改，只使用了其高 4 位，低 4 位的数据没有使用，所以对于 STM32 在使用 BASEPRI 寄存器对中断进行屏蔽时，需要考虑到写入的高 4 位数据才是正确的数据，感兴趣的可以阅读 为何修改BASEPRI寄存器无效？ 这篇文章
1、关中断

1.1、带返回值

Keil 版本

1. /* portMacro.h */
2. #define portSET_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR()       ulPortRaiseBASEPRI()
3. // 带返回值关中断，将当前中断状态作为返回值返回
4. static __inline uint32_t ulPortRaiseBASEPRI(void)
5. {
6.         uint32_t ulReturn,ulNewBASEPRI = configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY;
7.         __asm
8.         {
9.                 mrs ulReturn,basepri        // 保存中断时 BASEPRI 寄存器的值
10.                 msr basepri,ulNewBASEPRI    // 屏蔽 优先级值 大于等于 11 的中断
11.                 dsb
12.                 isb
13.         }
14.         return ulReturn;
15. }

复制代码

CLion 版本

1. static __inline uint32_t ulPortRaiseBASEPRI(void)  
2. {  
3.     uint32_t ulReturn,ulNewBASEPRI = configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY;  
4.     __asm volatile  
5.     (  
6.         "mrs ulReturn,basepri        \n"  
7.         "msr basepri,ulNewBASEPRI    \n"  
8.         "dsb                         \n"  
9.         "isb                         \n"  
10.     );  
11.     return ulReturn;  
12. }

复制代码

1.2、不带返回值

Keil 版本

1. /* portMacro.h */
2. #define portDISABLE_INTERRUPTS()                vPortRaiseBASEPRI()
3. // 不带返回值关中断
4. static __inline void vPortRaiseBASEPRI(void)
5. {
6.         uint32_t ulNewBASEPRI = configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY;
7.         __asm
8.         {
9.                 msr basepri,ulNewBASEPRI
10.                 dsb
11.                 isb
12.         }
13. }

复制代码

CLion 版本

1. static __inline void vPortRaiseBASEPRI(void)  
2. {  
3.     uint32_t ulNewBASEPRI = configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY;  
4.     __asm volatile  
5.     (  
6.         "msr basepri, %0    \n"
7.         "isb                \n"
8.         :
9.         : "r" (ulNewBASEPRI)
10.         : "memory"
11.     );  
12. }

复制代码

2、开中断

Keil 版本

1. /* portMacro.h */
2. // 设置 BASEPRI 为 0 开所有中断
3. #define portENABLE_INTERRUPTS()                 vPortSetBASEPRI(0)
4. // 设置 BASEPRI 为进入中断时的值则恢复原来的中断状态
5. #define portCLEAR_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR(x)    vPortSetBASEPRI(x)
6. // 开中断
7. static __inline void vPortSetBASEPRI(uint32_t ulBASEPRI)
8. {
9.         __asm volatile
10.         {
11.                 msr basepri,ulBASEPRI      
12.         }
13. }

复制代码

CLion 版本

1. static __inline void vPortSetBASEPRI(uint32_t ulBASEPRI)  
2. {
3.     __asm volatile  
4.     (
5.         "msr basepri, %0    \n"
6.         : "r" (ulBASEPRI)
7.         : "memory"
8.     );
9. }

复制代码

3、临界段

1. /* task.h */
2. #define taskENTER_CRITICAL()           portENTER_CRITICAL()
3. #define taskEXIT_CRITICAL()            portEXIT_CRITICAL()
5. #define taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR()  portSET_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR()
6. #define taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR(x)  portCLEAR_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR(x)

复制代码

1. /* portMacro.h */
2. extern void vPortEnterCritical(void);
3. extern void vPortExitCritical(void);
4. #define portENTER_CRITICAL()         vPortEnterCritical()
5. #define portEXIT_CRITICAL()          vPortExitCritical()

复制代码

1. /* port.c */
2. // 中断嵌套计数器
3. static UBaseType_t uxCriticalNesting = 0xAAAAAAAA;
4. // 进入临界区
5. void vPortEnterCritical(void)
6. {
7.         portDISABLE_INTERRUPTS();
8.         uxCriticalNesting++;
9.         if(uxCriticalNesting==1)
10.         {
11.                 // configASSERT((portNVIC_INT_CTRL_REG & portVECTACTIVE_MASK) == 0);
12.         }
13. }
14. // 退出临界区
15. void vPortExitCritical(void)
16. {
17.         // configASSERT(uxCriticalNesting);
18.         uxCriticalNesting--;
19.         if(uxCriticalNesting == 0)
20.         {
21.                 portENABLE_INTERRUPTS();
22.         }
23. }

复制代码

4、应用

普通场合

1. // 进入临界区直接屏蔽优先级号大于 11 的中断
2. taskENTER_CRITICAL();
3. // 退出时直接设置 BASEPRI 寄存器的值为 0
4. taskEXIT_CRITICAL();

复制代码

中断场合

1. uint32_t ulReturn;
2. // 进入临界区前保存 BASEPRI 寄存器的值
3. ulReturn = taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR();
4. // 退出临界区时恢复 BASEPRI 寄存器的值
5. taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR(ulReturn);

复制代码

来源：程序园用户自行投稿发布，如果侵权，请联系站长删除
免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！