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[嵌入式]嵌入式中断：统计各中断关键信息 (中断执行/挂起/被打断次数，中断优先级异常等)

先上图

统计并查看各中断优先级、执行次数，被挂起次数、被打断次数及异常中断情况。

在这里插入图片描述

实现方法：

核心方法是在中断处理函数(ISR)中，根据中断寄存器的数据，记录下当前中断执行次数、挂起Pending次数、被打断次数等数据，形成log统计并打印/存储。

因为每个中断产生时都会进入ISR，所以随着系统运行一定时间，就可以统计出来所有中断的真实执行情况。

从代码实现上，就是创建一个统一API，例如interruptLog()，然后在每一个使用的IRQ Handler中调用该函数：
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

实现代码：

数据结构

下面进入代码讲解：

首先数据结构开始，创建一个数组InterruptLog[MAX_IRQNUM]，用来记录各中断数据

在这里插入图片描述

InterruptInfo 格式如下，具体含义参见注释：
在这里插入图片描述

其中主要的是中断执行次数count、被挂起次数pendingCnt、被打断（抢占）次数preemptCnt。

violatedCnt则代表当前中断优先级大于BasePRI 这种异常情况，(因为我们程序中定义各中断都不允许被打断，所以都不能大于BasePRI)

BASEPRI为优先级屏蔽寄存器，优先级数值大于或等于该寄存器的中断都会被屏蔽，为零时不屏蔽任何中断

初始化

然后我们在初始化中，根据使用的MCU和IRQ，填充InterruptLog数组的一些Name和irqNum。

这里使用多少中断就填写，其他的都是Unknown。
不同的MCU irqNum也不同，需要根据Datasheet找到正确的num，具体可以查看MCU中断向量表

在这里插入图片描述

获取中断寄存器数据：ICSR

首先，因为我们要知道当前中断控制寄存器的内容，需要获取 ICSR (Interrupt Control and State Register) 中断控制状态寄存器内容

ARM NVIC Controller 寄存器说明(CortexM7)：https://developer.arm.com/documentation/dui0646/c/cortex-m7-peripherals/nested-vectored-interrupt-controller?lang=en

因为我们用的MCU基于CortexM，通过上面链接查询到ARM定义的CortexM7，基地址0xE000ED04就是ICSR数据，
如下图：
在这里插入图片描述
而通过ICSR数据定义，我们可以知道

[8:0] Bit (VectActive)代表了当前Active且需要执行的中断Num
[20:12] (VectPending)是被Pending的最高优先级中断Num

在这里插入图片描述

如下图VectActive 和VectPending描述
在这里插入图片描述

这样我们就可以统计出当前中断执行的次数count，和该中断执行时，被Pending的中断，并将相应的Cnt++：

代码如下：
在这里插入图片描述

获取中断寄存器数据：IABR

根据IABR(Interrupt Active Bit Register）获取中断活动状态寄存器数据，用来得到其他中断被抢占的次数等

还是通过ARM NVIC寄存器表格，我们找到地址0xE000E300- 0xE000E31C为中断Active寄存器（也叫中断活动状态寄存器）：
在这里插入图片描述
既我们可以通过NVIC_IABR0-NVIC_IABR7 知道，中断处理的当前时刻，有哪些其他中断是Active的

代码上， preemptCnt 和 violatedCnt 则需要通过CheckActiveRegister() ，检查当前所有Active的中断信息来换算，先将各IABR寄存器数据读出来：
在这里插入图片描述

通过For循环，遍历IABR0 - IABR7寄存器的数据
如果有Actived，则将IrqNum 通过IncreasePreemptCount(IrqNum, CurrentIndex)处理
在这里插入图片描述

换算中断抢占数据

在IncreasePreemptCount中，首先通过__get_BASEPRI()获取当前BasePRI的数值。

既程序设置configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 的数值
（相关知识介绍可参考上篇博文：深入Contex-M中断优先级原理及设置 (万字总结)）

之后判断如果IRQ_Index 不是当前中断，既该中断打断了其他中断，则将被打断的IRQ preemptCnt++，（记录中断被打断次数）

同时根据CurrentBasePRI和configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 数值，判断是否是异常情况，如果是，则记录异常的中断优先级和异常次数：
在这里插入图片描述

CheckActiveRegister整体代码如下：

#pragma optimize=none
void CheckActiveRegister(uint32_t CurrentIndex)
{
	uint32_t IABR0 = ( * ( ( volatile uint32_t * ) 0xE000E300 ) );
	uint32_t IABR1 = ( * ( ( volatile uint32_t * ) 0xE000E304 ) );
	uint32_t IABR2 = ( * ( ( volatile uint32_t * ) 0xE000E308 ) );
	uint32_t IABR3 = ( * ( ( volatile uint32_t * ) 0xE000E30C ) );
	uint32_t IABR4 = ( * ( ( volatile uint32_t * ) 0xE000E310 ) );
	uint32_t IABR5 = ( * ( ( volatile uint32_t * ) 0xE000E314 ) );
	uint32_t IABR6 = ( * ( ( volatile uint32_t * ) 0xE000E318 ) );
	uint32_t IABR7 = ( * ( ( volatile uint32_t * ) 0xE000E31C ) );
	
	uint32_t IrqNum = 0;
	uint32_t BitCmp = 0;
	for ( int i = 0 ; i <32 ; i++ )
	{	
		BitCmp = (1<<i);
		
	    if ( IABR0 & BitCmp )
	    {
	    	 IrqNum = i; //for IABR0
	    	 IncreasePreemptCount(IrqNum, CurrentIndex);
	    }

		 if ( IABR1 & BitCmp )
	    {
	    	 IrqNum = i + 32; 
	    	 IncreasePreemptCount(IrqNum, CurrentIndex);
	    }

		 if ( IABR2 & BitCmp )
	    {
	    	 IrqNum = i + 64;
	    	 IncreasePreemptCount(IrqNum, CurrentIndex);
	    }

		 if ( IABR3 & BitCmp )
	    {
	    	 IrqNum = i + 96;
	    	 IncreasePreemptCount(IrqNum, CurrentIndex);
	    }
		 if ( IABR4 & BitCmp )
	    {
	    	 IrqNum = i + 128;
	    	 IncreasePreemptCount(IrqNum, CurrentIndex);
	    }
	}

	

}