RT_THREAD中的异常与中断

shilaike

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异常是导致处理器脱离正常运行转向执行特殊代码的任何事件，如果系统不及时处理，系统轻则
出错，重着导致系统毁灭性的瘫痪。所以正确地处理异常避免错误的发生是提高软件的鲁棒性重
要的一方面，对于嵌入式系统更加如此。

异常可以分成两类，同步异常和异步异常。同步异常主要是指由于内部事件产生的异常，例如除
零错误。异步异常主要是指由于外部异常源产生的异常，例如按下设备某个按钮产生的事件。
中断，通常也叫做外部中断，中断属于异步异常。当中断源产生中断时，处理器也将同样陷入到
一个固定位置去执行指令。

当中断产生时，处理机将按如下的顺序执行：
• 保存当前处理机状态信息
• 载入异常或中断处理函数到PC寄存器
• 把控制权转交给处理函数并开始执行
• 当处理函数执行完成时，恢复处理器状态信息
• 从异常或中断中返回到前一个程序执行点

中断使得CPU可以在事件发生时才予以处理，而不必让微处理器连续不断地查询是否有相应事件
发生。通过两条特殊指令：关中断和开中断可以让处理器不响应或响应中断。在执行中断服务例
程过程中，如果有更高优先级别的中断源触发中断，由于当前处于中断处理上下文环境中，根据
不同的处理器构架可能有不同的处理方式：新的中断等待挂起直到当前中断处理离开或打断当前
中断处理过程，让处理器相应这个更高优先级的中断源。后面这种情况，一般称之为中断嵌套。
在硬实时环境中，前一种情况是不允许发生的，关闭中断响应的时间应尽量的短。在软件处理上，
RT-Thread允许中断嵌套，即在一个中断服务例程期间，处理器可以响应另外一个更重要的中断。

当正在执行一个中断服务例程（中断1）时，有更高的中断触发，将保存当前中断服务例程的上下
文环境，转向中断2的中断服务例程。当所有中断服务例程都运行完成时，才又恢复上下文环境转
回到中断1的中断服务例程中接着执行。

RT-Thread提供独立的系统栈，即中断发生时，中断的前期处理程序会将用户的堆栈指针更换为系
统事先留出的空间中，等中断退出时再恢复用户的堆栈指针。这样中断将不再占任务的堆栈空间，
提高了内存空间的利用率，且随着任务的增加，这种技术的效果也越明显。

 

中断的底半处理
RT不会对ISR的处理的时间做出任何的限制，但是RT与其它的RTOS或者是非RTOS一样，有一个要求是ISR的处理时间要尽量的短。

这样在发生中断嵌套，或屏蔽了相应中断源的
过程中，不会耽误了嵌套的其它中断处理过程，或自己中断源的下一次中断信号。

当一个中断信号发生时，ISR需要取得相应的硬件状态或者数据，如果ISR接下来要对状态或者数
据进行简单处理，比如CPU时钟脉冲中断，ISR只需增加一个系统时钟tick，然后就结束ISR。这
类中断往往所需的运行时间都比较短。对于另外一些中断，ISR在取得硬件状态或数据以后，还
需要进行一系列更耗时的处理过程，通常需要将该中断分割为两部分，即上半部分（Top Half）
和下半部分（Bottom Half）。在Top Half中，取得硬件状态和数据后，打开被屏蔽的中断，给相
关的某个thread发送一条通知（可以是RT-Thread所提供的任意一种IPC方式），然后结束ISR。而
接下来，相关的thread在接收到通知后，接着对状态或数据进行进一步的处理，这一过程称之
为Bottom Half。

 

关于bottom half的例程实现，在数据手册上面已经存在。请需要的朋友到官网上下载。。。

 

 

 

f117c

受教了

shaolin

目前RT-Thread的文档资料的确是比较缺乏的,如果能在学习过程中将学习心得写下来,那无疑对后来者会有不少帮助.

stm32boy

RTT的ISR屏蔽和轮片配置很精妙，0.4加入pthread之后，更是眼花缭乱了。