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嵌入精彩生活 中断与设备驱动(Interrupt Driver) 罗海波 robhappy@ 目录 设备驱动简介 中断与中断处理 函数的可重入问题 实例分析（自学） * 设备驱动、Bootloader与BSP * 典型的设备（控制器+驱动器） * 一般设备驱动的组成 * 设备的缓冲区管理 P183—图6-5示例UART的FIFO缓冲区 P6-6 环形缓冲区 如何用C代码实现一个环形缓冲区？ * 中断 * 中断的分类 硬件中断 来自外部（针对CPU内核），如串口收到数据、击键等。 软件中断 通过在程序中执行的中断指令来实现，又称软陷。 80X86：int 68000：trap ARM：SWI 异常 CPU在运行过程中引起的事件，如数据中止、未定义指令等 * 中断的处理过程 一般由硬件、软件两部分共同完成。 * 调用栈帧和中断栈帧的区别 最后一个参数 入口参数 …… 函数返回地址 局部变量 …… 局部变量 保存的调用函数的寄存器值 中断返回地址 程序状态字 局部变量 保存的中断前所用到的寄存器 调用栈帧结构 中断栈帧结构 Q： 如何理解这两个栈帧结构？ 调用子函数时，子函数内部如何访问局部变量和入口参数？ 函数调用返回时，SP指针会发生什么？ 为何中断栈帧没有参数传递？ * C中的中断处理 * C中的中断处理 处理器为何能异步响应中断？ 中断何时可能会延迟或者丢失？ CPU指令周期使然 不支持中断嵌套（默认） 临界资源访问时，为了保护，关中断。 如何加快中断的响应？ ISR分上下部分 避免调用耗时的函数 避免浮点运算 避免不必要的函数调用 * 用C编写中断服务程序应该注意的 不能返回值 不能向ISR传递参数 ISR应该尽可能的短小精悍 printf(char *ipFormatString,…)函数会带来重入和性能的问题，不能在ISR中使用。（在ARM平台上由于半主机机制，速度会更慢！） 其他不可能重入的函数不可使用 耗时的函数避免调用 大量的运算尽量避免 * 没有OS的中断服务队列 自己编写一个该队列的分配和释放函数 * 函数的可重入问题 都是“并发访问”惹得祸！ * 函数如何可重入？ 局部变量的访问在重入时不会引起冲突 全局数据的访问在重入时往往容易引起冲突 临界资源的访问在重入时往往容易引起冲突 * 不可重入函数的互斥保护 关中断 关调度（禁止做任务切换） 利用信号量 * 重入函数的伪问题 有的函数虽然不可重入，但是根本不会重入，故，没必要保护。 此函数是一个非递归函数，且： 这个函数不会被ISR调用，且： 这个函数只会在一个任务中被调用，其他任务不会调用此函数。 * 嵌入精彩生活