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目录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
/* portMacro.h */
#define portSET_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR() ulPortRaiseBASEPRI()
// 带返回值关中断，将当前中断状态作为返回值返回
static __inline uint32_t ulPortRaiseBASEPRI(void)
{
uint32_t ulReturn,ulNewBASEPRI = configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY;
__asm
{
mrs ulReturn,basepri // 保存中断时 BASEPRI 寄存器的值
msr basepri,ulNewBASEPRI // 屏蔽 优先级值 大于等于 11 的中断
dsb
isb
}
return ulReturn;
}
CLion 版本
static __inline uint32_t ulPortRaiseBASEPRI(void)
{
uint32_t ulReturn,ulNewBASEPRI = configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY;
__asm volatile
(
"mrs ulReturn,basepri \n"
"msr basepri,ulNewBASEPRI \n"
"dsb \n"
"isb \n"
);
return ulReturn;
}
1.2、不带返回值
Keil 版本
/* portMacro.h */
#define portDISABLE_INTERRUPTS() vPortRaiseBASEPRI()
// 不带返回值关中断
static __inline void vPortRaiseBASEPRI(void)
{
uint32_t ulNewBASEPRI = configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY;
__asm
{
msr basepri,ulNewBASEPRI
dsb
isb
}
}
CLion 版本
static __inline void vPortRaiseBASEPRI(void)
{
uint32_t ulNewBASEPRI = configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY;
__asm volatile
(
"msr basepri, %0 \n"
"isb \n"
:
: "r" (ulNewBASEPRI)
: "memory"
);
}
2、开中断
Keil 版本
/* portMacro.h */
// 设置 BASEPRI 为 0 开所有中断
#define portENABLE_INTERRUPTS() vPortSetBASEPRI(0)
// 设置 BASEPRI 为进入中断时的值则恢复原来的中断状态
#define portCLEAR_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR(x) vPortSetBASEPRI(x)
// 开中断
static __inline void vPortSetBASEPRI(uint32_t ulBASEPRI)
{
__asm volatile
{
msr basepri,ulBASEPRI
}
}
CLion 版本
static __inline void vPortSetBASEPRI(uint32_t ulBASEPRI)
{
__asm volatile
(
"msr basepri, %0 \n"
: "r" (ulBASEPRI)
: "memory"
);
}
3、临界段
/* task.h */
#define taskENTER_CRITICAL() portENTER_CRITICAL()
#define taskEXIT_CRITICAL() portEXIT_CRITICAL()
#define taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR() portSET_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR()
#define taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR(x) portCLEAR_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR(x)
/* portMacro.h */
extern void vPortEnterCritical(void);
extern void vPortExitCritical(void);
#define portENTER_CRITICAL() vPortEnterCritical()
#define portEXIT_CRITICAL() vPortExitCritical()
/* port.c */
// 中断嵌套计数器
static UBaseType_t uxCriticalNesting = 0xAAAAAAAA;
// 进入临界区
void vPortEnterCritical(void)
{
portDISABLE_INTERRUPTS();
uxCriticalNesting++;
if(uxCriticalNesting==1)
{
// configASSERT((portNVIC_INT_CTRL_REG & portVECTACTIVE_MASK) == 0);
}
}
// 退出临界区
void vPortExitCritical(void)
{
// configASSERT(uxCriticalNesting);
uxCriticalNesting--;
if(uxCriticalNesting == 0)
{
portENABLE_INTERRUPTS();
}
}
4、应用
普通场合
// 进入临界区直接屏蔽优先级号大于 11 的中断
taskENTER_CRITICAL();
// 退出时直接设置 BASEPRI 寄存器的值为 0
taskEXIT_CRITICAL();
中断场合
uint32_t ulReturn;
// 进入临界区前保存 BASEPRI 寄存器的值
ulReturn = taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR();
// 退出临界区时恢复 BASEPRI 寄存器的值
taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR(ulReturn);