第3章时中断、时间管理

void OSIntEnter (void) { if (OSRunninng < 255) { OSIntNesting++; //中断嵌套层数计数器加一 } } }
void OSIntExit (void) { #if OS_CRITICAL_METHOD == 3 OS_CPU_SR cpu_sr; #endif if (OSRunning == TRUE) { OS_ENTER_CRITICAL( ); if (OSIntNesting > 0) { OSIntNesting--; //中断嵌套层数计数器减一 } if ((OSIntNesting == 0) && (OSLockNesting == 0)) { OSIntExitY = OSUnMapTbl[OSRdyGrp]; OSPrioHighRdy = (INT8U)((OSIntExitY << 3) + OSUnMapTbl[OSRdyTbl[OSIntExitY]]); if (OSPrioHighRdy != OSPrioCur) { OSTCBHighRdy = OSTCBPrioTbl[OSPrioHighRdy]; OSCtxSwCtr++; OSIntCtxSw( ); } } OS_EXIT_CRITICAL( ); } }
进入中断服务程序，首先将当前正在运行的任务的 CPU环境保存。接着将中断使用的一个重要的全局变量， OSIntNesting加1，表示中断嵌套深了一层。实现这一 功能的就是OSIntEnter，该函数实现且只实现这一功能。
表3.1 OSIntEnter代码
中断服务完成后，应调用与OSIntEnter相匹配的 OSIntExit来进行最后的处理。OSIntExit这个函数是用 来通知μC/OS-II，已经结束了中断的操作。将 OSIntNesting的值减1，并找到优先级最高的那个任务 来运行，而并非是原来被挂起的那个任务。
函数 OSTimeTick( ) 的任务，就是 在每个时钟节 拍了解每个任 务的延时状态， 使其中已经到 了延时时限的 非挂起任务进 入就绪状态。
3.2 时间管理
时间管理的内容在代码os_time.c中，包含了操作系统时间的设置及获取， 对任务的延时，任务按分秒延时，取消任务的延时共5个系统调用。
3.2.3任务延时函数OSTimeDly
任务延时函数OSTimeDly用于阻塞任务一定时间，这个时间 以参数的形式给出。如果这个参数的值是N，那么在N个时间 片（时钟嘀嗒）之后，任务才能回到就绪状态获得继续运行 的机会。如果参数的值是0，不会阻塞任务。 表3.4任务延时函数OSTimeDly代码分析 问题：调用OSTimeDly（1） 会阻塞多少时间？
表3.2 时钟中断服务OSTickISRuser代码分析
μC/OS-II的系统时钟
μ C/OS-II 与大多数计算机系统一样，用硬 件定时器产生一个周期为 ms级的周期性中 断来实现系统时钟，最小的时钟单位就是 两次中断之间相间隔的时间，这个最小时 钟单位叫做时钟节拍（Time Tick）。 硬件定时器以时钟节拍为周期定时地产生 中断，该中断的中断服务程序叫做 OSTickISR( )。中断服务程序通过调用函数 OSTimeTick( )来完成系统在每个时钟节拍 时需要做的工作。
时钟节拍服务函数
void OSTickISR(void) 这是系统时钟中断服务程序 { 保存CPU寄存器； 调用OSIntEnter( ); //记录中断嵌套层数 if (OSIntNesting = = 1; { OSTCBCur->OSTCBStkPtr = SP; //保存堆栈指针 } 调用OSTimeTick( ); //节拍处理 清除中断； 开中断； 调用OSIntExit( ); //中断嵌套层数减一 恢复CPU寄存器； 中断返回； }
μC/OS-II系统响应中断的过程
μC/OS-II系统响应中断的过程为：系统接收到中断请求 后，这时如果 CPU 处于中断允许状态（即中断是开放 的），系统就会中止正在运行的当前任务，而按照中 断向量的指向转而去运行中断服务子程序；当中断服 务子程序的运行结束后，系统将会根据情况返回到被 中止的任务继续运行或者转向运行另一个具有更高优 先级别的就绪任务。
3.1 中断管理
3.1.2 中断处理的流程
3.1.3 时钟中断服务
μC/OS-II在每个时间片都要进行任务的调度。调度的 结果或者是返回原来的任务继续执行，或者是因为找到 了就绪的更高优先级的任务，而让该任务运行。这个时 间片可以是10毫秒或其他值。 时钟中断服务是要依赖于中断的，如果是单片机系统， 那么就该设置为定时器中断。用定时器中断的服务程序 来完成该功能是恰当的。对于Windows平台下的虚拟系 统，可以采用定时器触发来虚拟中断。
3.2.5延时恢复函数OSTimeDlyResume
任务在延时之后，进入阻塞状态。当延时时间到了就从阻塞 状态恢复到就绪态，可以被操作系统调度执行。但是，并非回到 就绪态就只有这么一种可能，因为即便任务的延时时间没到，还 是可以通过OSTimeDlyResume恢复该任务到就绪态。 对于因等待事件发生而阻塞的，并且设置了超时timeout时间 的任务，也可以时候OSTimeDlyResume来恢复。对这些任务 使用了OSTimeDlyResume，就好像已经等待超时了一样！但是， 采用OSTaskSuspend挂起的任务，不允许采用 OSTimeDlyResume来恢复。 表3.6 OSTimeDlyResume代码分析
void OSTimeTick (void) { …… OSTimeTickHook( ); …… OSTime++; //记录节拍数 …… if (OSRunning = = TRUE) { ptcb = OSTCBList; while (ptcb->OSTCBPrio != OS_IDLE_PRIO) { OS_ENTER_CRITICAL( ); if (ptcb->OSTCBDly != 0) { if (--ptcb->OSTCBDly = = 0) //任务的延时时间减一 { if ((ptcb->OSTCBStat & OS_STAT_SUSPEND) = = OS_STAT_RDY) { OSRdyGrp |= ptcb->OSTCBBitY; OSRdyTbl[ptcb->OSTCBY] |= ptcb->OSTCBBitX; } else { ptcb->OSTCBDly = 1; } } } ptcb = ptcb->OSTCBNext; OS_EXIT_CRITICAL( ); } }
恢复CPU寄存器
中断返回
无新高级任务则 返回原任务
有新高级任务则 运行高级任务
中断的响应过程
3.1 中断管理
中断响应的快速性 中断处理的迅速性
3.1.1 中断管理核心思路
如果正在运行的任务没有关闭中断,在中断到来的时候，操作系统响应中断， 进入中断服务程序。这时候任务的运行环境还没有保存，因此需要将任务的 运行环境保存。这时候任务由于中断的到来而进入挂起态。
嵌入式操作系统 与程序设计
第三章 中断和时间管理
3.1 中断管理 3.1.1中断管理核心思路 3.1.2中断处理的流程 3.1.3时钟中断服务 3.2 时间管理 3.2.1时间管理主要数据结构 3.2.2时间的获取和设置 3.2.3任务延时函数OSTimeDly 3.2.4任务按分秒延迟函数OSTimeDlyHMSM 3.2.5延时恢复函数OSTimeDlyResume 习题
注意！中断服务子程序运行结束之后，系统将会根据 情况进行一次任务调度去运行优先级别最高的就绪任 务，而并不是一定要接续运行被中断的任务的。
中断请求 关闭中断 转到中断向量 任 务 响 应 时 间 中 断 恢 复 保存CPU寄存器 通知内核进入 ISR 通知内核退出 ISR ISR给任务发信号 通知内核退出 ISR 恢复CPU寄存器 中断返回 中 断 恢 复 中 断 响 应 任 务 响 应 时 间
3.2.1时间管理主要数据结构
volatile INT32U OSTime; 任务控制块 TCB中的OSTCBDly
3.2.2时间的获取和设置
表3.3时间的设置OSTimeSet和获取函数OSTimeGet 时间获取函数OSTimeGet简单地返回OSTime的值 时间设置函数OSTimeSet简单地设置OSTime的值 注意：因为OSTime 是被保护的全局变量，在访问的时候必须使用 OS_ENTER_CRITICAL()进入临界区，保证独占访问！
3.2.4任务按分秒延迟函数OSTimeDlyHMSM
任务延时函数OSTimeDly用于将任务阻塞一段时间，这个时 间是以时间片为单位的。如果想以小时、分、秒、毫秒为单位 进行进行任务延时，需要调用以分秒作为单位的任务延时函数 OSTimeDlyHMSM。 OSTimeDlyHMSM从功能上来说和OSTimeDly并没有多大的 差别，只是将时间单位进行了转换，也就是说转换了以小时、 分、秒、毫秒为单位的时间和以时间片为单位的时间。 OSTimeDlyHMSM的参数分别是延时的小时数hours，分钟数 minutes，秒数seconds，和毫秒数ms。 表3.5任务按分秒延时函数OSTimeDlyHMSM 代码分析