縮短實時操作系統(tǒng)μC/OS-II中斷關(guān)閉時間的方法

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　　筆者將以μC/OS-II實時內(nèi)核為例，通過對μC/OS-II的改進，向讀者描述一種縮短實時操作系統(tǒng)中斷關(guān)閉時間的方法。之所以選擇μC/OS-II，一是因為讀者容易獲得相關(guān)代碼，國內(nèi)很多讀者也對μC/OS-II有一定程度了解;二是因為其自身結(jié)構(gòu)簡單，適合運用于低檔嵌入式處理器，關(guān)中斷時間的問題更加突出。低檔嵌入式處理器的處理速度慢，在關(guān)中斷時間里處理相同的軟件代碼，花費的時間更長，相對地延長了關(guān)中斷時間，這時盡量從軟件著手解決關(guān)中斷時間的問題。

　　1 系統(tǒng)狀態(tài)標志法概述

　　μC/OS-II中在進入臨界區(qū)之前為什么要關(guān)閉中斷?通過相關(guān)資料[1]的介紹和對μC/OS-II源代碼的理解，我們知道在μC/OS-II中一旦不關(guān)中斷就進入臨界區(qū)。當某一任務(wù)進入臨界區(qū)時，若恰好發(fā)生中斷，那么這時有可能引起兩種對臨界區(qū)操作的沖突：①在中斷服務(wù)程序中要操作同一臨界區(qū);②因為中斷的產(chǎn)生而引起任務(wù)的轉(zhuǎn)換，在新的任務(wù)中要操作同一臨界區(qū)。所以μC/OS-II中在進入臨界區(qū)前要關(guān)閉中斷。

　　針對μC/OS-II關(guān)中斷機制的分析，考慮用一種系統(tǒng)狀態(tài)標志法來解決這樣的臨界沖突。在μC/OS-II增加一個全局布爾變量來表示系統(tǒng)的狀態(tài)，稱為"系統(tǒng)狀態(tài)標志"。

　　對于μC/OS-II中所有可以在中斷中出現(xiàn)又要對臨界區(qū)操作的函數(shù)，可以在進入臨界區(qū)之前先查詢系統(tǒng)狀態(tài)標志。如果目前系統(tǒng)沒有進入臨界操作狀態(tài)，則首先將該標志置位，表示系統(tǒng)進入臨界操作狀態(tài)，然后該函數(shù)就可以操作臨界區(qū);而如果發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)已進入臨界操作狀態(tài)，則將該函數(shù)對臨界區(qū)操作的部分單獨形成一個函數(shù)，放到一個系統(tǒng)循環(huán)函數(shù)數(shù)組里，等待系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度時執(zhí)行。

　　對于μC/OS-II中所有不可能在中斷程序中出現(xiàn)而又要對臨界區(qū)操作的函數(shù)，因為函數(shù)不在中斷中出現(xiàn)，所以函數(shù)開始時系統(tǒng)狀態(tài)標志肯定不會在臨界操作狀態(tài)，因此可在函數(shù)操作臨界區(qū)時直接將系統(tǒng)狀態(tài)標志置位，表示系統(tǒng)進入臨界操作狀態(tài)，然后即可進行臨界區(qū)的操作。

　　系統(tǒng)狀態(tài)標志的復(fù)位在任務(wù)調(diào)度函數(shù)中執(zhí)行。當然對系統(tǒng)狀態(tài)標志的設(shè)置是要在關(guān)中斷的條件下執(zhí)行的，這應(yīng)該算是系統(tǒng)新的一個臨界區(qū)。

　　2 該方法的具體實現(xiàn)

　　下面以對μC/OS-II v2.61代碼的改進為例，具體講解該方法的具體實現(xiàn)。

　　2.1 任務(wù)調(diào)度函數(shù)OS_Sched的修改

　　修改后的任務(wù)調(diào)度函數(shù)OS_Sched的偽代碼如下：

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　　因為在任務(wù)調(diào)度函數(shù)OS_Sched中要執(zhí)行循環(huán)函數(shù)數(shù)組里的函數(shù)，同時還要對系統(tǒng)狀態(tài)標志復(fù)位，退出系統(tǒng)臨界操作狀態(tài)，所以修改過的函數(shù)在遇到以下3種情況--該函數(shù)是在中斷里調(diào)用時、在任務(wù)調(diào)度鎖定時、當前任務(wù)就是最高優(yōu)先級任務(wù)時，都將執(zhí)行系統(tǒng)循環(huán)函數(shù)數(shù)組里的函數(shù)，并將系統(tǒng)狀態(tài)標志復(fù)位，而原任務(wù)調(diào)度函數(shù)在遇到以上3種情況時是直接返回的。