UCOS 中的中断处理

最近遇到一个问题，当我在UCOS里调用系统延时"OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 10)"，程序进入硬件错误中断“HardFault_Handler”中。

我开始以为是主堆栈空间嵌套过多导致溢出，于是设置增大了主堆栈，但依然没有解决问题，和一个朋友联系后得知，他写代码很少在ISR中调用系统延时，我开始有了想法，如果说ISR里不允许，那为什么操作系统端没做限制呢？查看相关资料得知，是我对操作系统的不了解。

uCOS为了防止主堆栈的用空导致程序跑飞，定义了“OSIntNesting”全局变量。

而通过这个全局变量，操作系统能很容易的监控中断的嵌套层次。

而想要利用这个样的机制，你得在你的中断服务程序中配合使用：

OSIntEnter（）//告知操作系统你已经进入中断 OSIntNesting++

OSIntExit（）//告知操作系统你已经进入中断 OSIntNesting--

正对此次问题的摘要:

摘要1：

  1 //文章来源:http://gliethttp.cublog.cn[转载请声明出处]
  2 
  3 //----------------------------------------------------------------------
  4 //1.OSTimeDly()函数
  5 void OSTimeDly (INT16U ticks)
  6 {
  7     INT8U y;
  8 #if OS_CRITICAL_METHOD == 3
  9     OS_CPU_SR cpu_sr = 0;
 10 #endif
 11     if (OSIntNesting > 0) {
 12         return;//在中断处理函数中调用了OSTimeDly(),那么直接退出
 13     }
 14     if (ticks > 0) {
 15         OS_ENTER_CRITICAL();
 16 //调用OSTimeDly()的进程自己把自己从就绪控制矩阵中拿下来,
 17 //即:去掉调度器(x,y)矩形阵列(OSRdyTbl,OSRdyGrp)中该task对应的bit位,使得调度器不考虑
 18 //该task的调度
 19         y = OSTCBCur->OSTCBY;
 20         OSRdyTbl[y] &= ~OSTCBCur->OSTCBBitX;
 21         if (OSRdyTbl[y] == 0) {
 22             OSRdyGrp &= ~OSTCBCur->OSTCBBitY;
 23         }
 24 //延时ticks值,放入OSTCBDly单元,在os时钟滴答处理函数OSTimeTick()中,会处理该单元[gliethttp]
 25         OSTCBCur->OSTCBDly = ticks;
 26         OS_EXIT_CRITICAL();
 27 //因为本task正在运行,所以本task现在的优先级最高,现在本task已经将自己从就绪控制矩阵中--调度器(x,y)矩形阵列
 28 //把自己摘掉,所以调度函数OS_Sched()一定会切换到另一个task中执行新task的代码[gliethttp]
 29         OS_Sched();//具体参见《浅析μC/OS-II v2.85内核调度函数》
 30     }//ticks==0,那么什么也不做
 31 }
 32 //----------------------------------------------------------------------
 33 //2.OSTimeTick()--在定时中断里引用的系统滴答函数
 34 void OSTimeTick (void)
 35 {
 36     OS_TCB *ptcb;
 37 #if OS_TICK_STEP_EN > 0
 38     BOOLEAN step;
 39 #endif
 40 #if OS_CRITICAL_METHOD == 3
 41     OS_CPU_SR cpu_sr = 0;//该3方式将使中断状态寄存器放入堆栈中
 42 
 43 #endif
 44 
 45 #if OS_TIME_TICK_HOOK_EN > 0
 46     OSTimeTickHook();
 47 #endif
 48 #if OS_TIME_GET_SET_EN > 0
 49     OS_ENTER_CRITICAL();
 50     OSTime++;
 51     OS_EXIT_CRITICAL();
 52 #endif
 53     if (OSRunning == OS_TRUE) {
 54 #if OS_TICK_STEP_EN > 0
 55 //控制内核的tick
 56         switch (OSTickStepState) {
 57             case OS_TICK_STEP_DIS:
 58                  step = OS_TRUE;
 59                  break;
 60             case OS_TICK_STEP_WAIT:
 61                  step = OS_FALSE;
 62                  break;
 63             case OS_TICK_STEP_ONCE:
 64 //本次tick将将影响到task的OSTCBDly域
 65 //但以后的tick将一直被屏蔽,不会影响到OSTCBDly域
 66 //直到外部将OSTickStepState改变为止[gliethttp]
 67                  step = OS_TRUE;
 68                  OSTickStepState = OS_TICK_STEP_WAIT;
 69                  break;
 70             default:
 71                  step = OS_TRUE;//本次tick将影响到task的OSTCBDly域
 72                  OSTickStepState = OS_TICK_STEP_DIS;
 73                  break;
 74         }
 75         if (step == OS_FALSE) {
 76             return;
 77         }
 78 #endif
 79         ptcb = OSTCBList;
 80 //2007-09-08 gliethttp
 81 //OSTCBList是一个按进程创建的先后顺序链接成的task单向链表,最后创建的task在最前面,最先创建的
 82 //task在单向链表的尾端,
 83 //所以OS_TaskIdle空闲进程在链表的最后,因为它最先创建
 84         while (ptcb->OSTCBPrio != OS_TASK_IDLE_PRIO) {
 85             OS_ENTER_CRITICAL();
 86             if (ptcb->OSTCBDly != 0) {
 87                 if (--ptcb->OSTCBDly == 0) {
 88 //该task的延时时间已到,解析此次延时是OSTimeDly()引起的,还是OSQPend()之类超时引起的[gliethttp]
 89                     if ((ptcb->OSTCBStat & OS_STAT_PEND_ANY) != OS_STAT_RDY) {
 90                         //2007-09-08 gliethttp
 91                         //如:由OSSemPend (pevent,timeout,perr);定义的timeout已经到了,对应task需要运行了
 92                         //超时时间到,所以不论当前进程是在做什么,只要时间一到
 93                         //该task就可以运行了,所以清除所有事件标志,之后状态标示为OS_STAT_PEND_TO(超时)
 94                         ptcb->OSTCBStat &= ~(INT8U)OS_STAT_PEND_ANY;
 95                         ptcb->OSTCBStatPend = OS_STAT_PEND_TO;//超时异常
 96                     } else {
 97                         //2007-09-08 gliethttp
 98                         //说明该task调用的是OSTimeDly()
 99                         ptcb->OSTCBStatPend = OS_STAT_PEND_OK;//正常结束
100                     }
101                     if ((ptcb->OSTCBStat & OS_STAT_SUSPEND) == OS_STAT_RDY) {
102                         //2007-09-08 gliethttp
103                         //如果该task没有suspend,那么把当前就绪的task加入到运行调度器的就绪控制矩阵中
104                         //等待被调度
105                         OSRdyGrp |= ptcb->OSTCBBitY;
106                         OSRdyTbl[ptcb->OSTCBY] |= ptcb->OSTCBBitX;
107                     }
108                 }
109             }
110             ptcb = ptcb->OSTCBNext;//继续运算下一个task的OSTCBDly时间域
111             OS_EXIT_CRITICAL();
112         }
113     }
114 }

摘要2：

前些天参照FL2440的bootloader的程序，写了关于裸机USB设备驱动的测试程序。然后就想把USB的驱动程序移植到uCos系统中运行。
对于USB设备驱动的工作原理，我这里不多说，网上有很多这方面的资料。这里只说明在UCOS系统中移植USB设备驱动所需要注意的细节。
第一步：在uCos系统启动以后，首先对USB设备进行初始化。这里的初始化包含对中断函数的设置和端点功能的设置。

第二步：创建一个端点0的控制处理任务函数。这个任务的优先级最好设置为最高优先级，以便能够及时处理USB的枚举。在任务函数中，我们通过请求信号量的方式来等待中断服务程序发来的信号，当中断服务程序检测到是端点0的中断，即发送一个信号。端点0的控制任务函数接收到此信号，便开始进入端点0的控制传输。如果没有接收到信号，则此任务函数一直处于堵塞状态。便于其他任务的调度执行。这里还有一点需要注意的是：在进入中断函数时，要使用OSIntEnter()和OSIntExit()这两个配套函数。我开始的时候没有加入这两个函数，结果导致一进入枚举就会导致程序跑飞。

 1 //摘要来自http://blog.sina.com.cn/u/1093812390
 2 //USB控制传输任务函数
 3 
 4 void TaskUsb(void *pdata)
 5 {
 6 #if OS_CRITICAL_METHOD == 3
 7 OS_CPU_SR  cpu_sr;
 8 #endif
 9 INT8U err;
10 while(1){
11 OSSemPend(pSetup_Event,0,&err); //等待信号
12 if (err == OS_NO_ERR){
13 OS_ENTER_CRITICAL(); //关中断
14 Ep0Handler(); //进行控制传输处理
15 OS_EXIT_CRITICAL(); //开中断
16 }
17 }
18 }
19 
20 //中断函数如下：
21 
22 void IsrUsbd(void)
23 {
24 #if OS_CRITICAL_METHOD == 3            OS_CPU_SR  cpu_sr;
25 #endif
26 
27 
28 U8 usbdIntpnd,epIntpnd;
29     U8 saveIndexReg = rINDEX_REG;
30     OS_ENTER_CRITICAL();   //关中断
31 OSIntEnter(); //通知UCOS系统，已进入中断处理程序 usbdIntpnd = rUSB_INT_REG; //读取USB中断寄存器
32 epIntpnd = rEP_INT_REG; //读取端点中断寄存器
33 ....
34 if (epIntpnd & EP0_INT) {
35     rEP_INT_REG = EP0_INT;
36     OSSemPost(pSetup_Event); //通知控制端口处理任务
37  }
38 ClearPending(BIT_USBD); rINDEX_REG = saveIndexReg;
39  OS_EXIT_CRITICAL(); //开中断
40  OSIntExit(); //通知系统，已处理结束中断服务程序。任务调度
41 }