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临界段

时间:2015-02-14 14:53:47      阅读:307      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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    其实很简单:

    临界段就是不可中断的程序段,比如从UART中读取当前传递回来的值,如果有UART中断,此时这个值又会改变。同样临界段就是保护这类全局变量,如在读取时间节拍时,不应该被时钟更新时钟节拍标志。
    实现方法:就是关中断而已。
    关中断有3种情况:
1:虽关了中断还是可以有中断产生,那就是临界段本身开了中断?(自己理解是临界段内部自己又打开中断)这种方法不管他,没有用
2:清全局中断标志,这样是临界段完了后中断也是关的,不能回到临界前的状态
3:关全局中断前,保存全局中断标志,临界段后恢复。与2的区别是如果关全局中断前是开了全局中断的,3就可以恢复,而2不行,如果关全局中断前本身就是关的2,3一样。
注意:STM32有PRIMASK异常全局中断和faults故障全局中断,林阶段不用关faults PRIMASK和faults是程序状态寄存器CPSR的位。因此可以保存CPSR或者保存PRIMASK和faults如下是这两种方法 
  1. OS_cpu_a.asm文件中:
  2. 技术分享
    1 OS_ENTER_CRITICAL
    2 CPSID I ;Disable all the interrupts
    3 PUSH {R1,R2}
    4 LDR R1,=OSInterrputSum;OSInterrputSum++
    5 LDRB R2,[R1]
    6 ADD R2, R2,#1
    7 STRB R2,[R1]
    8 POP {R1,R2}
    9 BX LR
    View Code
  3. 技术分享
     1 ;/***************************************************************************************
     2 ;* 函数名称: OS_EXIT_CRITICAL
     3 ;*
     4 ;* 功能描述: 退出临界区
     5 ;*
     6 ;* 参 数: None
     7 ;*
     8 ;* 返 回 值: None
     9 ;*****************************************************************************************/
    10 OS_EXIT_CRITICAL
    11 PUSH {R1, R2}
    12 LDR R1,=OSInterrputSum;OSInterrputSum--
    13 LDRB R2,[R1]
    14 SUB R2, R2,#1
    15 STRB R2,[R1]
    16 MOV R1,#0
    17 CMP R2,#0 ; if OSInterrputSum=0,enable
    18 ; interrupts如果OSInterrputSum=0,
    19 MSREQ PRIMASK, R1
    20 POP {R1, R2}
    21 BX LR
    View Code
技术分享
 1 #define  OS_CRITICAL_METHOD   3
 2 #if OS_CRITICAL_METHOD == 3
 3     #define  OS_ENTER_CRITICAL()  {cpu_sr = OS_CPU_SR_Save();}
 4     #define  OS_EXIT_CRITICAL()   {OS_CPU_SR_Restore(cpu_sr);}
 5 #endif
 6 ;函数返回值存储在R0中
 7 OS_CPU_SR_Save
 8     MRS     R0, PRIMASK     ;保存全局中断标志  ; Set prio int mask to mask all (except faults除了故障中断)
 9     CPSID   I            ;关中断
10     BX      LR
11 ;通过R0传递参数
12 OS_CPU_SR_Restore
13     MSR     PRIMASK, R0    ;恢复全局中断标志
14     BX      LR
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UCOS开关中断函数移植
 
OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL()用来关中断和开中断。在执行临界段代码时要关中断,如果中断打开,临界段代码中的一些全局变量值可能会被中断服务子程序代码改变,或者因为中断引起的任务切换被其它任务函数改变。
 
何谓“临界段”?在网上搜了下:
 
临界段也称为关键代码段,它是指一个小代码段。在它能够执行前,它必须独占对某些共享资源的访问权。一旦线程执行进入了临界段。就意味着它获得了这些共享资源的访问权。那么在该线程处于临界段内的期间,其它同样需要独占这些共享资源的线程就必须等待,直到获得资源的线程离开临界段而释放资源。
 
在LPC2214上移植这两个函数。
在OS_CPU.H中定义采用第三种实现方法:
 
#define  OS_CRITICAL_METHOD    3
定义一个数据类型OS_CPU_SR
typedef unsigned int   OS_CPU_SR;  /* Define size of CPU status register (PSR = 32 bits) */
 
采用第3中方式,需要在UCOS-II函数中定义一个变量:
OS_CPU_SR  cpu_sr;
用来保存CPU的状态寄存器值。
 
定义关中断宏和开中断宏
#define  OS_ENTER_CRITICAL()  {cpu_sr = OS_CPU_SR_Save();}
#define  OS_EXIT_CRITICAL()   {OS_CPU_SR_Restore(cpu_sr);}
 
函数声明:
#if OS_CRITICAL_METHOD == 3    /* Allocate storage for CPU status register          */    
    OS_CPU_SR  OS_CPU_SR_Save(void);
    void       OS_CPU_SR_Restore(OS_CPU_SR cpu_sr);
#endif
以上都是在OS_CPU.H文件中的。
 
NO_INT      EQU     0xC0        ; Mask used to disable interrupts (Both FIR and IRQ)
OS_CPU_SR_Save()和OS_CPU_SR_Restore()函数用汇编语言编写,在OS_CPU_A.S文件中
OS_CPU_SR_Save
        MRS     R0,CPSR                     1
        ORR     R1,R0,#NO_INT               2
        MSR     CPSR_c,R1                   3
        MRS     R1,CPSR                     4
        AND     R1,R1,#NO_INT               5
        CMP     R1,#NO_INT                  6
        BNE     OS_CPU_SR_Save             7
        MOV     PC,LR                       8
 
1-      读CPSR,把CPSR的值送到R0
2-      把R0和常量#NO_INT相或,结果送给R1,把F和I位置1,禁止IRQ中断和FIQ中断。
3-      把R1的值送给CPSR的低8位,CPSR_c的_c是位域,指CPSR的低8位。
4-      把修改后的CPSR值送到R1
5-      R1的值和#NO_INT相与,结果送到R1
6-      比较R1和#NO_INT是否相等
7-      不相等,跳到OS_CPU_SR_Save重新关中断,直到相等。
8-      LR保存的是在调用OS_CPU_SR_Save函数时的断点地址,把LR的值送到PC,退出OS_CPU_SR_Save函数,开始执行临界段代码。这条命令的功能相当于51中的RET。
   注意:ARM中调用子程序时不会自动保存CPSR的值到SPSR,所以子程序返回时,执行MOV     PC,LR也不会把SPSR的值返回到CPSR。这是ARM种调用子程序和进入中断的区别。
 
   汇编函数的返回值是通过R0返回的,把修改前的CPSR值保存到cpu_sr.
OS_CPU_SR_Restore
        MSR     CPSR_c,R0           1
        MOV     PC,LR               2
1-      把R0的值送到CPSR的低8位。在ARM中用R0传递函数的参数,这句指令就是把保存在cpu_sr中的值送到CPSR低8位。高24位没有修改。为什么不直接用MSR     CPSR,R0呢?因为ARM指令中规定MSR命令中,CPSR必须指定位域。把这句改成MSR     CPSR_cxsf,R0,即把R0的32位都送给CPSR,应该也没问题。不过在OS_CPU_SR_Save函数中,CPSR的高24位并没有改变。所以这里只需要把保存在cpu_sr中的低8位送到CPSR就可以了。
2-退出OS_CPU_SR_Restore函数。

临界段

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原文地址:http://www.cnblogs.com/cposture/p/4291510.html

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