开发者社区> 矜辰所致> 正文
阿里云
为了无法计算的价值
打开APP
阿里云APP内打开

RT-Thread记录(九、RT-Thread 中断处理与阶段小结)

简介: RT-Thread 内核部分最后一个点 中断管理,顺带着对前面所学知识做个小结。
+关注继续查看
RT-Thread 内核部分最后一个点 中断管理,顺带着对前面所学知识做个小结。

前言

在前面的内核基础学习记录中,我们所有的示例都没有使用中断,实际项目中断使用不可或缺,本文我们就来看看在 RT-Thread 中是如何响应中断,如何处理中断的。

(说明一下,此时我们还没有学习 RT-Thread 的设备模型。)

本 RT-Thread 专栏记录的开发环境:
RT-Thread记录(一、RT-Thread 版本、RT-Thread Studio开发环境 及 配合CubeMX开发快速上手)
RT-Thread记录(二、RT-Thread内核启动流程 — 启动文件和源码分析
RT-Thread 内核篇系列博文链接:
RT-Thread记录(三、RT-Thread 线程操作函数及线程管理与FreeRTOS的比较)
RT-Thread记录(四、RT-Thread 时钟节拍和软件定时器)
RT-Thread记录(五、RT-Thread 临界区保护)
RT-Thread记录(六、IPC机制之信号量、互斥量和事件集)
RT-Thread记录(七、IPC机制之邮箱、消息队列)
RT-Thread记录(八、理解 RT-Thread 内存管理)

一、RT-Thread 中断管理

本节主要目的在于说明在使用 RT-Thread 操作系统的时候如何处理中断,中断来了我们怎么写程序。

中断大家都不陌生,当 CPU 正在处理内部数据时,外界发生了紧急情况,要求 CPU 暂停当前的工作转去处理这个 异步事件。处理完毕后,再回到原来被中断的地址,继续原来的工作,这样的过程称为中断。

中断是一种异常!

RT-Thread 中断管理中,将中断处理程序分为中断前导程序、用户中断服务程序、中断后续程序三部分:
在这里插入图片描述
RT-Thread 虽然提供了统一的中断管理接口,但实际上在不同的架构上,会有一些区别。

1.1 Cortex-M架构

在官网是用的Cortex-M 架构的内核作为说明,而本专栏记录也是使用的 Cortex-M 架构的 STM32,要了解 RT-Thread 在 Cortex-M 内核上的中断管理,就得首先知道 Cortex-M 内核的中断管理。

1.1.1 内核的中断管理

Cortex-M 内核的中断管理在《Cortex-M3与Cortex-M4权威指南》这个文档里有详细的说明。
在我的博文中,我已经多次提及这个文档了,实际上我们学习芯片所有的资料官方都有,官方的资料不仅全还权威,只不过大部分人都忽略了官方手册。

所以不管是学习什么芯片,官方手册才是我建议的第一参考资料!!

说明一下类似于这种官方文档,官网可以下载,还有一般正规点的开发板比如原子,野火,百问科技都会有配套资料里面都能找到。

在我讲 RTOS任务调度原理解析 的博文

FreeRTOS记录(三、RTOS任务调度原理解析_Systick、PendSV、SVC)

也有对于 Cortex-M架构 内核中断管理的说明:
在这里插入图片描述

只要是基于 Comtex-M 内核,那么都得以内核的中断管理为标准,RT-Thread也不例外,所有 RT-Thread 中断管理的相关内容在上面推荐博文都能找到,可以结合官方说明查看。

1.1.2 嵌套向量中断控制器

在Cortex-M 内核中,有一个专门的中断控制器 NVIC(嵌套向量中断控制器),支持中断嵌套功能。

当一个中断触发并且系统进行响应时,处理器硬件会将当前运行位置的上下文寄存器自动压入中断栈中,这部分的寄存器包括 PSR、PC、LR、R12、R3-R0 寄存器(在上面推荐博文有过说明)。

NVIC 这个我们就很熟悉了,在 RT-Thread 操作系统上也是使用的内核的 NVIC 作为中断管理,在系统启动的时候肯定会有 NVIC 的初始化,我们看一下 NVIC在哪里初始化的,如下图:
在这里插入图片描述

NVIC 设置的问题我们这里就不过多的说明了,这个就算不明白网上资料也很多。

1.1.3 中断向量表

在 Cortex-M 内核上,所有中断都采用中断向量表的方式进行处理,即当一个中断触发时,处理器将直接判定是哪个中断源,然后直接跳转到相应的固定位置进行处理,每个中断服务程序必须排列在一起放在统一的地址上(这个地址必须要设置到 NVIC 的中断向量偏移寄存器中)。

还是在系统启动的时候,我们讲到过启动文件里面有中断向量表,对应着芯片上所有的异常:
在这里插入图片描述

如果使用过 STM32CubeMX 开发的朋友应该知道,生成的工程中会有stm32xxxx_it.cstm32xxxx_it.h 这两个文件,在这个文件中就是我们 用户 中断处理的函数,和中断向量表是一一对应的,如下图所示:
在这里插入图片描述

如果使能了中断不实现中断响应函数,发生中断后都会进入 Default_Handler这个死循环。

在使用 RT-Thread 的时候也需要遵循这个中断向量表,虽然我们之前的讲解中,我们自己并没有使用中断作为示例,但是有些中断还是需要用到,而且系统已经实现了。

  • 比如我们讲到过的滴答定时器的的中断响应函数:

在这里插入图片描述

  • 再比如我们打印日志的串口1:

在这里插入图片描述

  • 不仅如此,我们可以通过跳转的方式查看 RT-Thread 都做了哪些中断函数的处理,比如 GPIO外部中断:

在这里插入图片描述

总的来说,RT-Thread 在 Cortex-M 内核上的管理还是遵从内核本身的 NVIC,所有中断都采用中断向量表的方式进行处理,用户如果想要响应中断,直接实现中断向量表中定义的函数即可。

1.1.4 中断测试

通过上面的学习,我们已经知道了如何在 RT-Thread 中使用中断处理,其实说白了和裸机一样,自己实现中断向量表中的中断响应函数。

基本上学习 STM32CubeMX 生成的stm32xxxx_it.c中的方式一样就可以,我们简单的来测试一下:

使能一个定时器,开启定时器中断,每次中断发生打印系统当前 tick 的值
在这里插入图片描述
OK!一切正常!

我们如果使用 RT-Thread Nano 版本,那么这就是我们常用的 中断处理方式,后面我们会学习到RT-Thread 的设备模型,我们或许不需要自己去实现这些中断响应函数,但是并不代表我们不是按照内核的中断管理方式来进行,而是系统已经在底层为我们实现了这些函数。

1.2 RISC-V 架构

(待更新……)

( 对于 RISC-V 架构博主还在学习过程中,需要等等!= =!)

1.3 中断管理API

虽然我们在 Cortex-M 内核上有些接口并没有实现,而且我们已经知道了 程序中断的处理方式了,但是这里也记录一下中断管理对应的API函数,方便以后使用其他架构也需要用到。

RT-Thread 把中断和异常封装的抽象接口如下:
在这里插入图片描述
其中 中断锁API 我们在将临界区的时候,已经讲到过;

中断通知,我们以前也有接触到,只是没有加以说明,在进入中断的时候,RT-Thread就会调用,比如滴答定时器中断响应函数,和我们用来看 LOG 的串口1:
在这里插入图片描述
这里记录API,还是老规矩:

/*
中断服务程序挂接  Cortex-M上没有
参数     描述
vector     vector 是挂载的中断号
handler     新挂载的中断服务程序
param     param 会作为参数传递给中断服务程序
name     中断的名称
返回     
return     挂载这个中断服务程序之前挂载的中断服务程序的句柄
*/
rt_isr_handler_t rt_hw_interrupt_install(int vector,
                                        rt_isr_handler_t  handler,
                                        void *param,
                                        char *name);
/*
屏蔽中断源  Cortex-M上没有
参数     描述
vector     要屏蔽的中断号
*/
void rt_hw_interrupt_mask(int vector);
/*
打开被屏蔽的中断源  Cortex-M上没有
参数     描述
vector     要打开屏蔽的中断号
*/
void rt_hw_interrupt_umask(int vector);

/*
中断锁
全局中断关  
返回值     描述
中断状态     rt_hw_interrupt_disable 函数运行前的中断状态
*/
rt_base_t rt_hw_interrupt_disable(void);
/*
中断锁
全局中断开  与上面函数配合使用 
参数     描述
level     前一次 rt_hw_interrupt_disable 返回的中断状态
*/
void rt_hw_interrupt_enable(rt_base_t level);

/*
中断通知
进入
退出
详细使用见上文例子
*/
void rt_interrupt_enter(void);
void rt_interrupt_leave(void);
/*
获取中断深度
返回     描述
0         当前系统不处于中断上下文环境中
1         当前系统处于中断上下文环境中
大于 1     当前中断嵌套层次
*/
rt_uint8_t rt_interrupt_get_nest(void);

二、RT-Thread 记录阶段小结

到目前为止,RT-Thread 专栏已经有了 9篇文章(算上本文),我们来看一下目录:
在这里插入图片描述

回头来看一下我在第一篇文章中对 RT-Thread Nano 版本的介绍:

在这里插入图片描述

我们内核的线程管理,时间管理,中断管理,内存管理,和线程同步与通信的IPC机制都已经记录完了,这不就是我们已经完成了对 RT-Thread Nano 的学习记录。

确实到这篇文章为止,我们确实是掌握了 RT-Thread Nano 所有的知识,我们已经可以使用 RT-Thread Nano 实现一些项目了。

虽然我们的专栏记录还不止于此,但是我还是注重我们学习是为了快速的应用,所以我们标准版后期的组件,设备等一些知识先等一小会,先更新一篇实战篇,使用 RT-Thread Nano 完成一个实际的小项目。

结语

本文的很多知识在以前相关博文都有过说明记录,所以本文简单过了一遍 RT-Thread 中断的处理,通过本文学习,我们已经学会在 Cortex-M架 上使用 RT-Thread 时候的中断处理。

然后同时也说明了一下,我们前面的记录等于把 RT-Thread Nano 所有的知识全部学过了一遍,我们已经可以使用 RT-Thread Nano 做一些实际的应用。

所以下面一篇博文博主会更新一篇实例,在 STM32L051 上使用 RT-Thread Nano 做一个实际的应用。

(想想还有点小激动,终于要实战用起来!~ ~)

好了,本文就到这里,谢谢大家!

版权声明:本文内容由阿里云实名注册用户自发贡献,版权归原作者所有,阿里云开发者社区不拥有其著作权,亦不承担相应法律责任。具体规则请查看《阿里云开发者社区用户服务协议》和《阿里云开发者社区知识产权保护指引》。如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容,填写侵权投诉表单进行举报,一经查实,本社区将立刻删除涉嫌侵权内容。

相关文章
RT-Thread记录(十三、I/O 设备模型之PIN设备)
讲完UART设备之后,我们已经熟悉RT-Thread I/O 设备模型了,回头看看基本的 PIN 设备。
45 0
RT-Thread记录(三、RT-Thread 线程操作函数及线程管理与FreeRTOS的比较)
前2课讲完了RT-Thread开发环境,启动流程,启动以后当然是开始跑线程了,那么自然我们得学会如何创建线程以及线程的有关操作。
84 0
std::thread 不 join
std::thread 构造之后 使用 detach。就可以了
1127 0
2016中国高校计算机大赛——大数据挑战赛季军:Heal the World团队
2016中国高校计算机大赛大数据挑战赛上,Heal the World团队对阿里音乐流行趋势预测展示了自己的比赛成果。主要从问题分析开始谈起,确定解题思路,重点分享了分类与预测,进行了五步分离,最后做了简要总结。擦亮眼睛快看看吧。
3674 0
Android handler Thread 修改UI Demo
/********************************************************************** * Android handler Thread 修改UI Demo * 说明: * 由于经常会遇Android界面需要动态修改界面的情况,但修改UI不能直接 * 在线程中修改,所以可以使用Thread配合handler来修改。
785 0
android 网络通信框架volly
1. 什么是Volley 在这之前,我们在程序中需要和网络通信的时候,大体使用的东西莫过于AsyncTaskLoader,HttpURLConnection,AsyncTask,HTTPClient(Apache)等,今年的Google I/O 2013上,Volley发布了。Volley是Android平台上的网络通信库,能使网络通信更快,更简单,更健壮。 这是Volley名
1052 0
android 网络通信框架volly
<p style="margin-top:1.6em; margin-bottom:1.6em; padding-top:0px; padding-bottom:0px; font-family:inherit; font-size:14px; font-style:inherit; font-variant:inherit; line-height:inherit; color:rgb(
1209 0
超级牛B编码王(四):关于Sublime的Ctrl+`弹不出Console的说明
    很多Sublime新人都遇到了这个问题,到网上搜,信息很片面,而且不少都是旧版本的。于是有了这篇文章。     默认Sublime使用Ctrl+`作为快捷键弹出Console,但不同的系统抑或安装过不同的软件后,会引起热键冲突。
724 0
UML建模之数据建模(Data Model Diagram)
一、数据库模简介 二、数据建模元素. 1、表(Table) 2、表索引(Table Index) 3、表触发器(Table Trigger) 4、表约束(Table Constraint) 5、视图(View) 6、存储过程(Stored Procedure) 三、数据建模...
946 0
+关注
矜辰所致
不浮夸,不将就,认真对待学知识的我们,矜辰所致,金石为开! 为了活下去的嵌入式工程师,画画板子,敲敲代码,玩玩RTOS,搞搞Linux ...
63
文章
0
问答
文章排行榜
最热
最新
相关电子书
更多
低代码开发师(初级)实战教程
立即下载
阿里巴巴DevOps 最佳实践手册
立即下载
冬季实战营第三期:MySQL数据库进阶实战
立即下载