北邮研究生嵌入式系统实验课程——第4-3节 VxWorks信号中断和定时

中断号 handler 硬件 中断
myISR() { … }
设置中断处理程序
VxWorks提供函数intConnect(), 它允许将指 定的C函数与任意中断相联系
STATUS intConnect() { VOIDFUNCPTR *vector; /*要联系的中断向量*/ VOIDFUNCPTR *routine; /*中断发生时要调用的函数*/ int parameter; /*传递给中断处理函数的参数*/ }
– 轮询硬件 – 检查系统错误
VxWorks提供对两种定时器的相同的接口
– 系统时钟 – 辅助时钟
系统时钟
系统时钟完成下列工作
– 增加ticks计数（使用tickGet()获得计数值） – 更新延时和超时计数器 – 检查循环调度
默认的时钟频率是60Hz
sysClkRateSet() sysClkRateGet() 设置时钟频率 获得时钟频率
向tLogTask发送请求为我们实现printf()的功能
和printf()相似，但必须注意
– 参数必须为4字节 – 函数有6个入口参数
使用具有系统级调试的机制进行调试
– WDB Agent – emulator
3. 定时器
系统时钟中断服务程序 看门狗定时器 辅助时钟
定时器
板上的定时器会周期性地中断CPU 定时器使得用户自定义的程序可以周期性地执行 ，这对下列情况非常有用
信号
Kill (tid, signal)
Task或ISR
Task
Void nomalcode() {… /*incoming signal*/ … } Void Handler() {… /*deal with signal*/ … }
信号的特性
软件信号机制，相当于软中断。主要用于错误和异常处 理； VxWorks中总共有31个信号，每个信号对应一个不同的 事件，编号（1－31） 任务可以提供一个信号处理程序对到来的信号进行处理 信号可以异步改变任务的控制流。获得信号的任务立即 挂起当前的执行，在下次调度它运行时转而执行指定的 信号处理程序 当信号处理程序执行完后，任务重新开始执行 即使任务被阻塞，信号服务程序仍可以被激活； UNIX BSD-style信号 、POSIX-compatible信号； 参考sigLib （组件：INCLUDE_SIGNALS）
在异常信号处理程序返回后：
– 出现异常的任务将被挂起 – 控制台显示出错信息
异常信号处理程序通常调用：
– Exit()：终止当前任务 – taskRestart()：重启任务 – Longjmp()：从setjmp()保存的位置继续执行
2. 中断服务程序
ISR基本知识 ISR的限制
中断的概念
wdStart()可以在超时时运行看门狗程序，要想周期性 执行，看门狗程序必须调用wdStart()自己重新启动
使用看门狗定时器
使用看门狗定时器可以使一段程序周期性地执行
wdId = wdCreate(); wdStart ( wdId, DELAY_PERIOD, myWdIsr, 0); void myWdIsr (param) { doit (param); wdStart ( wdId, DELAY_PERIOD, myWdIsr, 0); }
#define SIGRTMIN 23 #define SIGRTMAX 29 #define SIGUSR1 30 #define SIGUSR2 31
基本的Signal函数
信号处理流程
Pend Queue
4
3 1 2
Ready Queue
运行信号 处理程序
1. 当任务处于阻塞状态时收到signal 2. 任务离开阻塞队列，进入就绪队列，准备运行 3. 当任务成为就绪队列中优先级最高的任务时， 执行信号处理程序 4. 信号处理程序执行完后，任务返回阻塞状态， 保持原始超时信息不变
嵌入式系统实验
第4-3节 VxWorks信号、中断和定时
夏海轮 xiahailun@
北京邮电大学 信息与通信工程学院
本节主要内容
1. 异常处理和信号 2. 中断服务程序 3. 定时器
1. 异常处理和信号
异常的处理 信号 加载用户自定义的信号
异常(exception)处理概述
SIGHUP 1 SIGINT 2 SIGQUIT3 SIGILL 4 SIGTRAP5
SIGABRT 6 SIGEMT 7 SIGFPE 8 SIGKILL 9 SIGBUS 10 SIGSEGV
/* /* /* /*
hangup */ interrupt */ quit */ illegal instruction (not reset when ca
– – – – 不能调用semTake() 不能调用malloc()，free() 不能调用I/O系统函数（如printf（）） 不能调用使用浮点协处理器的程序
非法指令或总线错导致硬件异常时，该任务被挂 起，其他任务继续执行 如果ISR没有context被挂起，vxworks将在低 端内存保存对异常的描述，并重启系统
异常是CPU所产生的非预料的事件，包括如：陷 阱、中断指令、被零除、浮点指针或整数溢出、 错误指令或地址错误。 一个异常将产生一个内部中断。 VxWorks在系统启动时安装异常处理器，当发 生异常事件时，异常处理器将会对该异常进行处 理并发起一个用户定义的异常处理。 VxWorks的异常处理器通过向用户任务发送信 号来进行通信，使得用户任务开始执行。
该函数将指定的C函数与指定的中断向量相联系 ，函数的地址存放在这个中断向量中。当发生中 断时，系统调用该函数。
中断堆栈
大多数体系结构的CPU的ISR使用相同的中断 堆栈 中断堆栈在系统启动时分配 堆栈大小由宏ISR_STACK_SIZE控制，默认 值在configAll.h中定义 堆栈必须足够大，以保证能够处理系统最坏情 况下的中断嵌套 ISR没有任务控制块（TCB），并且所有的ISR 共享一个堆栈
/* trace trap (not reset when caught) *
/* used by abort, replace SIGIOT in the /* EMT instruction */ /* floating point exception */ /* kill */ /* bus error */ 11 /* segmentation violation */ /* /* /* /* Realtime signal min */ Realtime signal max */ user defined signal 1 */ user defined signal 2 */
注册一个信号处理程序
使用下面的函数注册一个信号处理函数
– Signal （signo，handler） – Signo 信号号 – Handler 信号到来时所触发的处理程序
返回值为信号处理函数的入口地址，或SIG_ ERR 信号处理程序的声明如下：
Void sigHandler (int sig ); /*signal number* /
doit程序可以
– 轮询某些硬件设备 – 解锁某些任务 – 检查系统是否出现错误
用看门狗定时器处理超出时限
实时系统任务的一个重要特征是具有时限约束， 任务执行一旦超出时限，系统可能导致灾难性的 后果。看门狗定时器可以用来启动时限事故处理 任务。
WDOG_ID wdId; void foo( void ){ wdId = wdCreate ( ); /*must finished each cycle in under 10 senconds*/ FOREVER{ wdStart( wdId, DELAY_10_SEC, fooISR, 0 ); fooDoWork (); } } void fooDoWork (void ){ /*handle missed deadline*/ }
停止看门狗定时器
要取消原来已经启动的看门狗定时器
STATUS wdCancel (wdId)
要删除一个看门狗定时器（并取消原先启动的定 时器）
STATUS wdDelete ( wdId )
信号编号
31个信号编号，从1－31
– – – – –
– – – – – – – – – –
#define #define #define #define ught) */ #define / #define future */ #define #define #define #define #define
sysClkRateSet()通常在系统启动时进行设置（ VxSim方式下可以随时设置）
看门狗定时器
系统时钟的一个用户接口 能够使C程序在一个给定延时后开始执行 一旦延时超时，指定的程序开始执行 作为系统ISR的一部分，要遵守ISR的编程要求
创建看门狗定时器
创建一个看门狗定时器
– WDOG_ID wdCreate () – 返回wotchdog id或NULL或ERROR
启动（或重启）一个看门狗定时器
STATUS wdStart （wdId, delay, pRoutine, parameter ） wdId 由wdCreate返回的watchdog Id delay 要延时的ticks pRoutine 当延时超时时，要调用的程序 parameter 传递给程序的参数
信号量
– ISR释放信号量，任务等待接收信号量
消息队列
– ISR发送消息，任务等待接收消息，如果消息队列满 ，该消息被丢弃
管道
– ISR向管道写消息，任务读消息
信号
– ISR可以向任务发送signal。
调试中断
中断处理程序可以调用logMsg()向系统输出诊 断信息