中断服务程序

转载链接： https://blog.csdn.net/zhourui1982/article/details/5282361 做嵌入式系统开发有一段时间了，做过用于手机平台的嵌入式Linux，也接触过用于交换机、媒体网关平台的VxWorks，实际应用后回过头来看理论，才发现自己理解的肤浅，也发现CSDN上好多同学们都对实时、嵌入式这些概念似懂非懂，毕竟如果不做类似的产品，平时接触的机会很少，即使做嵌入式产品开发，基本也是只管调用Platform team封装好的API。所以在此总结一下这些概念，加深自己的理解，同时也给新手入门，欢迎大家拍砖，争取写个连载，本文先总结一下实时的概念，什么是真正的实时操作系统？ 1. 首先说一下实时的定义及要求： 参见 Donal Gillies 在 Realtime Computing FAQ 中提出定义：实时系统指系统的计算正确性不仅取决于计算的逻辑正确性，还取决于产生结果的时间。如果未满足系统的时间约束，则认为系统失效。 http://www.faqs.org/faqs/realtime-computing/faq/ 一个实时操作系统面对变化的负载（从最小到最坏的情况）时必须确定性地保证满足时间要求。请注意，必须要满足确定性，而不是要求速度足够快！例如，如果使用足够强大的CPU，Windows在CPU空闲时可以提供非常短的典型中断响应，但是

上次讲了滴答定时器，这个我们来说下stm32 的其他定时器，分别有三种， 基本定时器，通用定时器和 高级定时器，在STM32F1 的定时器中分别由2 个基本定时器（TIM6、 TIM7） 、 4 个通用定时器（TIM2-TIM5） 和 2 个高级定时器（TIM1、 TIM8） 组成（这些资料也有），这接进入主题吧，这次我们讲的是stm32 的通用定时器（从简单的入门）. 通用定时器包含一个 16 位自动重载计数器（CNT） ，就是可以计数2^16次，还有其计数的频率可以由分频系数 PSC 来控制，PSC的取值范围为1~65535，定时器的能实现什么功能就不说了，也找的到，这次通过定时器来控制led亮和灭。 开始之前我们要添加stm32f10x_tim.c 库文件，定时器器的所需要的配置函数都在这个库里面。 在stm中很多操作都是要先时钟使能，以通用定时器TIM3为例子，首先是通用定时器是挂载在APB1总线上，所以可以使用 APB1 总线时钟使能函数来使能 TIM3， 调用的库函数如下： RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);//使能 TIM3钟 其次就是初始化时钟（配置时钟）调用的函数是 void TIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef *TIMx,TIM_TimeBaseInitTypeDef *

　　前言 　　中断的概念属于硬件层。虽然我们在进行软件编程时不会直接使用中断，但理解它对我们来说依然重要。 　　我们在使用线程切换及状态管理、异常处理、硬件与处理器的交互、I/O操作等指令时，中断都在默默的为我们服务。 　　处理器基于硬件封装对外的指令集，底层语言封装指令集为我们提供更加简单的抽象，高级语言基于底层语言赋予程序更明确的语义。可以看到在这条关系链条中，下层的变动会牵一发而动全身影响上层。而上层想要提高效率，改变机制也必须得到下层的支持。 　　像 I/O 处理的不断演进，从占用CPU等待到通过中断阻塞等待到多路复用与异步，如果没有下层的支持上层是不可能实现的。而不了解下层的原理我们也很难真正理解一个机制的高效的原因。因此了解下层的原理对应用层工程师来说同样重要。 　　什么是中断 　　现代计算机具有多任务处理的能力，往往一台我们办公使用的普通计算机上都会同时运行着几十上百的任务（进程）。我们很难想象，我们点击一下鼠标，需要等待计算机的进程调度模块调度到鼠标处理任务后再给我们做出响应，这对我们来说是不可接受的。 　　现实是我们在点击鼠标或键盘时（正如我现在在做的事情），计算机会立即给我反馈处理结果，计算机与我们之间是在进行实时交互的。而实时性的实现便是依赖了中断，中断是为了顺应人们对实时性交互的需求而产生的技术。中断之所以有用，是因为它会立刻停下当前的程序（软件

１．什么是并发？ (1)什么是并发? 所谓的并发控制便是多个进程同时进行，并行的对内核资源（全局变量，静态变量等）访问而出现竞态。竞态简单的说就是两个或两个以上的进程同时访问一个资源，同时引起资源的错误. 例如:如下图,按照进程1代码逻辑设计意图,赋值进程变量a为100,并且执行代码x,但是就在这时候进程1不知道进程2也在并发访问全局变量a并赋值为200,这样以来那么进程1的代码并不会执行.程序出现意想不到的错误.而这就是并发访问导致的错误. 2.并发的原因? 并发的原因有种,主要包含如下 (1)对称多处理器(smp)多个cpu 如下图,当多个cpu同时访问一个全局变量的时候便会出现静态 (2)单个cpu抢占其他进程 当一个进程资源在自己的时间戳片消耗完成或者被其他高优先级进程抢占后访问其共享资源变回类似与smp.因为linux内核有着"宏观串行,微观串行"的执行流程. (3)中断 当进程正在访问共享资源的时候,由于中断打断了,并且中断服务程序也对共享资源进行访问导致了竞态. (4)编译乱序以及执行乱系 (这个后续比较复杂,后续有时间再做笔记解说) 3.并发控制的方法 为了避免上面的并发访问导致了竟态,我们控制并发的方法很简单,当一个进程访问共享资源之前,需要加一把锁或者一个访问状态,告诉其他进程当前进程正在访问,需要排队等待

STM32外部中断简介 STM32的中断系统由嵌套中断向量控制器（Nested Vectored Interrupt Controller,NVIC）、外部中断/事件控制器（External Interrupt/Event Controller,EXTI）和各个外设中断控制器部分构成。 我们通过外部中断/事件线路映射。 将IO端口映射到16根外部中断线上，外部中断的GPIO的端口映射可由下图体现。 每一组相同的编号的GPIO都被映射到同一个外部中断/事件寄存器中。使用时Cortex-M3可以通过外部中断或者内部中断唤醒内核配置外部IO端口、RTC闹钟和USB唤醒事件来唤醒CPU。 我们在exti.c文件中进行 EXTIX_Init(void)函数编写，以及EXTI0_IRQHandler(void)进行IO口的中断服务程序。在EXTIX_Init(void)函数 中我们需要根据硬件的IO选择相应的中断线以及中断通道。为使用WK_UP、KEY0、KEY1三个按键分别连接到PA0、PE4、PE3三个IO口同时注意到KEY0、 KEY1低电平有效WK_UP按键高电平有效。因此我们在中断中使用中断线0中断线3中断线4（注意此时将WK_UP电阻上拉） void EXTIX_Init ( void ) { EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure ; NVIC

内核态与用户态的理解： 2）特权级 熟悉Unix/Linux系统的人都知道，fork的工作实际上是以系统调用的方式完成相应功能的，具体的工作是由sys_fork负责实施。其实无论是不是Unix或者Linux，对于任何操作系统来说，创建一个新的进程都是属于核心功能，因为它要做很多底层细致地工作，消耗系统的物理资源，比如分配物理内存，从父进程拷贝相关信息，拷贝设置页目录页表等等，这些显然不能随便让哪个程序就能去做，于是就自然引出特权级别的概念，显然，最关键性的权力必须由高特权级的程序来执行，这样才可以做到集中管理，减少有限资源的访问和使用冲突。 特权级显然是非常有效的管理和控制程序执行的手段，因此在硬件上对特权级做了很多支持，就Intel x86架构的CPU来说一共有0~3四个特权级，0级最高，3级最低，硬件上在执行每条指令时都会对指令所具有的特权级做相应的检查，相关的概念有CPL、DPL和RPL，这里不再过多阐述。硬件已经提供了一套特权级使用的相关机制，软件自然就是好好利用的问题，这属于操作系统要做的事情，对于Unix/Linux来说，只使用了0级特权级和3级特权级。也就是说在Unix/Linux系统中，一条工作在0级特权级的指令具有了CPU能提供的最高权力，而一条工作在3级特权级的指令具有CPU提供的最低或者说最基本权力。 3）用户态和内核态

说明： APIC我其实也理解的不是特别明白，只是从网上找些资料和阅读源码理解，如果有错误，麻烦在下面评论里指出。 虚拟化有个重要的功能： APIC虚拟化，本章重点介绍这个功能 中断是什么 一般来说，中断主要是由一些硬件设备产生的，表示这些硬件有一些重要的事件需要通知处理器，比如某些从外部设备请求的数据准备好了，需要通知处理器对其进行读取等。当然这里所谓的“一般来说”是指也可以通过软件的方式来触发中断，比如调用 INT n 指令，当然这种方式产生的中断和通过意见产生的中断最终的处理方式会有很大的不同。 因此从种类来分，可以将中断分为通过硬件产生的外部中断（External interrupt）和通过软件产生的软件中断（Software interrupt）。不管是外部中断还是软件中断，每个中断都有一个中断号与之对应，对于外部中断来说，可使用的中断号范围从16到255（0到15）为系统预留的中断号，而对于软件中断来说，可使用的中断号为0到255。除此之外，16到255范围内的中断是可以通过EFLAGS中的 IF flag 进行disable的，如果EFLAGS中的 IF flag 被清零，则表示当前CPU不接受这个范围内的中断，如果其被置为1，则表示当前CPU可以正常处理这个范围内的中断。 中断是如何被发送给CPU的？ 中断在进入CPU之前，首先会进入一个被称为Advanced

Linux驱动面试题 1、 Linux设备中字符设备与块设备有什么主要的区别？请分别列举一些实际的设备说出它们是属于哪一类设备。 字符设备：字符设备是个能够像字节流（类似文件）一样被访问的设备，由字符设备驱动程序来实现这种特性。字符设备驱动程序通常至少实现open,close,read和write系统调用。字符终端、串口、鼠标、键盘、摄像头、声卡和显卡等就是典型的字符设备。 块设备：和字符设备类似，块设备也是通过/dev目录下的文件系统节点来访问。块设备上能够容纳文件系统，如：u盘，SD卡，磁盘等。 字符设备和块设备的区别仅仅在于内核内部管理数据的方式，也就是内核及驱动程序之间的软件接口，而这些不同对用户来讲是透明的。在内核中，和字符驱动程序相比，块驱动程序具有完全不同的接口。 2、查看驱动模块中打印信息应该使用什么命令？如何查看内核中已有的字符设备的信息？如何查看正在使用的有哪些中断号？ 查看驱动模块中打印信息的命令：dmesg 查看字符设备信息可以用lsmod 和modprobe，lsmod可以查看模块的依赖关系，modprobe在加载模块时会加载其他依赖的模块。 显示当前使用的中断号cat /proc/interrupt 3、Linux中引入模块机制有什么好处？ 首先，模块是预先注册自己以便服务于将来的某个请求，然后他的初始化函数就立即结束。换句话说

有关单片机中断系统的概念：什么是中断，我们从一个生活中的例程引入。你正在家中看书，突然电话铃响了，你放下书本，去接电话，和来电话的人交谈，然后放下电话，回来继续看你的书。这就是生活中的“中断”的现象，就是正常的工作过程被外部的事件打断了。仔细研究一下生活中的中断，对于我们学习单片机的中断也很有好处。 第一、什么可经引起中断，生活中很多事件能引起中断：有人按了门铃了，电话铃响了，你的闹钟闹响了，你烧的水开了….等等诸如此类的事件，我们把能引起中断的称之为中断源，单片机中也有一些能引起中断的事件，8031中一共有5个：两个外部中断，两个计数/定时器中断，一个串行口中断。 第二、中断的嵌套与优先级处理：设想一下，我们正在看书，电话铃响了，同时又有人按了门铃，你该先做那样呢？如果你正是在等一个很重要的电话，你一般不会去理会门铃的，而反之，你正在等一个重要的客人，则可能就不会去理会电话了。如果不是这两者（即不等电话，也不是等人上门），你可能会按你常常的习惯去处理。总之这里存在一个优先级的问题，单片机中也是如此，也有优先级的问题。优先级的问题不仅仅发生在两个中断同时产生的情况，也发生在一个中断已产生，又有一个中断产生的情况，比如你正接电话，有人按门铃的情况，或你正开门与人交谈，又有电话响了情况。考虑一下我们会怎么办吧。 第三、中断的响应过程：当有事件产生

信号量 1 信号量用于共享资源的访问： 2 信号量用于任务同步： 为什么一直说在中断服务函数中，不能够做太多的事情？ 在进入中断服务函数时，低优先级的中断就不能响应，同类型的中断也无法响应，所以就要求ISR一定要短，快进快出。 最好的解决方案时，在中断服务函数中发送一个信号量，在任务中等待信号量，实现任务同步。 二值信号量 二值信号量简介： 二值信号量其实就是一个只有一个队列项的队列，这个特殊的队列要么是满的，要么是空的，这不正好就是二值的吗？ 任务和中断使用这个特殊队列不用在乎队列中存的是什么消息，只需要知道这个队列是满的还是空的。可以利用这个机制来完成任务与中断之间的同步。 二值信号量执行流程： 创建信号量： 动态创建二值信号量： 实际上，信号量就是通过队列来实现的，源码如下： #define semSEMAPHORE_QUEUE_ITEM_LENGTH ((uint8_t)0U) #if (configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION == 1) #define xSemaphoreCreateBinary() xQueueGenericCreate((UBaseType_t)1, semSEMAPHORE_QUEUE_ITEM_LENGTH, queueQUEUE_TYPE_BINARY_SEMAPHORE) #endif 实际上，就是调用创建队列的函数