IT数码 购物 网址 头条 软件 日历 阅读 图书馆
TxT小说阅读器
↓语音阅读,小说下载,古典文学↓
图片批量下载器
↓批量下载图片,美女图库↓
图片自动播放器
↓图片自动播放器↓
一键清除垃圾
↓轻轻一点,清除系统垃圾↓
开发: C++知识库 Java知识库 JavaScript Python PHP知识库 人工智能 区块链 大数据 移动开发 嵌入式 开发工具 数据结构与算法 开发测试 游戏开发 网络协议 系统运维
教程: HTML教程 CSS教程 JavaScript教程 Go语言教程 JQuery教程 VUE教程 VUE3教程 Bootstrap教程 SQL数据库教程 C语言教程 C++教程 Java教程 Python教程 Python3教程 C#教程
数码: 电脑 笔记本 显卡 显示器 固态硬盘 硬盘 耳机 手机 iphone vivo oppo 小米 华为 单反 装机 图拉丁
 
   -> 嵌入式 -> FreeRTOS临界段代码保护[STM32] -> 正文阅读

[嵌入式]FreeRTOS临界段代码保护[STM32]

内核是操作系统的内部核心程序。内核控制,由移植层提供的,属于操作系统为实现某种特定功能而对内核本身执行某种指令,调用系统的底层核心程序,用户应用程序一般情况下是不被允许调用的,不慎会造成系统程序混乱。

FreeRTOS操作系统关于内核控制的API:

【内核控制】
taskYIELD() 任务切换。
taskENTER_CRITICAL() 进入临界区,用于任务中。
taskEXIT_CRITICAL() 退出临界区,用于任务中。
taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR() 进入临界区,用于中断服务函数中。
taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR() 退出临界区,用于中断服务函数中。
taskDISABLE_INTERRUPTS() 关闭中断。
taskENABLE_INTERRUPTS() 打开中断。
vTaskStartScheduler() 开启任务调度器。
vTaskEndScheduler() 关闭任务调度器。
vTaskSuspendAll() 挂起任务调度器。
xTaskResumeAll() 恢复任务调度器。
vTaskStepTick() 设置系统节拍值。

FreeRTOS临界状态

临界状态,也就是程序进入了临界区,临界区指的是一个访问共用资源(例如:共用设备或是共用存储器)的程序片段,而这些共用资源又无法同时被多个 线程 访问的特性。 当有线程进入临界区段时,其他线程或是进程必须等待。

???????FreeRTOS临界段保护,临界段代码就是上述所说的临界区,是不能被打断的代码段。简单来说,进入程序区后,FreeRTOS停止了对其他任务的调度,关闭了中断,使得优先级低于configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY的中断得不到响应,这个时间段,系统做到代码保护,来保证现有程序正常运行,好比拥有了一个保护伞,直到该任务退出了临界区。

在最开始接触FreeRTOS操作系统程序,开始任务便首先调用taskENTER_CRITICAL()进入临界区。

taskENTER_CRITICAL();           //进入临界区

#define taskENTER_CRITICAL()		portENTER_CRITICAL()
#define portENTER_CRITICAL()					vPortEnterCritical()

void vPortEnterCritical( void )
{
	portDISABLE_INTERRUPTS();
	uxCriticalNesting++;
	/* This is not the interrupt safe version of the enter critical function so
	assert() if it is being called from an interrupt context.  Only API
	functions that end in "FromISR" can be used in an interrupt.  Only assert if
	the critical nesting count is 1 to protect against recursive calls if the
	assert function also uses a critical section. */
	if( uxCriticalNesting == 1 )
	{
		configASSERT( ( portNVIC_INT_CTRL_REG & portVECTACTIVE_MASK ) == 0 );
	}

这里属于有一个“套娃”,portDISABLE_INTERRUPTS()就是实现关闭中断,uxCriticalNesting用来记录临界区嵌套的次数。uxCriticalNesting == 0时才可以开启中断,这是为了保证在有多个临界区代码保护的时候,不会因为一个临界区代码保护退出,而打开中断,影响了其他的临界区代码保护。只有所有临界区代码保护退出才会打开中断。

static UBaseType_t uxCriticalNesting = 0xaaaaaaaa;
uxCriticalNesting默认值为0xaaaaaaaa,任务调度器开启以后,会被初始化为0。

/* Initialise the critical nesting count ready for the first task. */uxCriticalNesting = 0;

在临界区的保护伞里并不是无懈可击,进入临界区后须在有限时间内退出,快进快出防止对整个程序造成影响,当然系统的调用会使直接使其退出临界区。

taskEXIT_CRITICAL()用于在任务中退出临界区,不在套娃了,直接展示:

void vPortExitCritical( void )
{
	configASSERT( uxCriticalNesting );
	uxCriticalNesting--;
	if( uxCriticalNesting == 0 )
	{
		portENABLE_INTERRUPTS();
	}
}

configASSERT函数为宏#define configASSERT(x) if((x)==0) vAssertCalled(__FILE__,__LINE__),属于系统断言,是用于对程序进行调试的,对于执行结构的判断。

以上都是任务级的临界状态,下面是关于中断级临界调用。

中断服务函数进入临界区,调用taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR()函数,返回值为ulReturn,返回值须保存,在退出临界区时是要写入的。

#define taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR() portSET_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR()
#define portSET_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR()		ulPortRaiseBASEPRI()

static portFORCE_INLINE uint32_t ulPortRaiseBASEPRI( void )
//存有静态返回值
{
uint32_t ulReturn, ulNewBASEPRI = configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY;

	__asm
	{
		/* Set BASEPRI to the max syscall priority to effect a critical
		section. */
		mrs ulReturn, basepri
        //将basepri寄存器值(屏蔽寄存器)保存到ulReturn
		msr basepri, ulNewBASEPRI
        //将ulNewBASEPRI寄存器值写入basepri,实现关闭中断
		dsb
		isb
	}
	return ulReturn;
}

退出临界区,调用?taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR(x),x值为上述ulReturn返回值,在这里,ulReturn类似作为交换令牌。

#define taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR( x ) portCLEAR_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR( x )
#define portCLEAR_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR(x)	vPortSetBASEPRI(x)

static portFORCE_INLINE void vPortSetBASEPRI( uint32_t ulBASEPRI )
{
	__asm
	{
		/* Barrier instructions are not used as this function is only used to
		lower the BASEPRI value. */
		msr basepri, ulBASEPRI
        //直接设置ulBASEPRI 到basepri,以此值作为参数传递进来,开启中断
	}
}

注意:在中断中调用FROM_ISR为后缀的API要注意此时中断优先级,如果大于系统可管理的优先级,编译会出现报错。

#define configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY?? ??? ??? ?15 ? ? ? ? ? ? ? //中断最低优先级
#define configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY?? ?5 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? //系统可管理的最高中断优先级

  嵌入式 最新文章
基于高精度单片机开发红外测温仪方案
89C51单片机与DAC0832
基于51单片机宠物自动投料喂食器控制系统仿
《痞子衡嵌入式半月刊》 第 68 期
多思计组实验实验七 简单模型机实验
CSC7720
启明智显分享| ESP32学习笔记参考--PWM(脉冲
STM32初探
STM32 总结
【STM32】CubeMX例程四---定时器中断(附工
上一篇文章      下一篇文章      查看所有文章
加:2022-04-15 00:16:35  更:2022-04-15 00:19:02 
 
开发: C++知识库 Java知识库 JavaScript Python PHP知识库 人工智能 区块链 大数据 移动开发 嵌入式 开发工具 数据结构与算法 开发测试 游戏开发 网络协议 系统运维
教程: HTML教程 CSS教程 JavaScript教程 Go语言教程 JQuery教程 VUE教程 VUE3教程 Bootstrap教程 SQL数据库教程 C语言教程 C++教程 Java教程 Python教程 Python3教程 C#教程
数码: 电脑 笔记本 显卡 显示器 固态硬盘 硬盘 耳机 手机 iphone vivo oppo 小米 华为 单反 装机 图拉丁

360图书馆 购物 三丰科技 阅读网 日历 万年历 2024年11日历 -2024/11/26 4:47:42-

图片自动播放器
↓图片自动播放器↓
TxT小说阅读器
↓语音阅读,小说下载,古典文学↓
一键清除垃圾
↓轻轻一点,清除系统垃圾↓
图片批量下载器
↓批量下载图片,美女图库↓
  网站联系: qq:121756557 email:121756557@qq.com  IT数码