LiteOS——MCU中断切换原理【拜托了，物联网！】

0、前沿

嵌入式经常会说到“中断”的概念，那中断到底是什么呢？MUC如何完成中断任务的呢？

1、中断概念

中断（Interrupt）是指处理器接收到来自硬件或软件的信号，提示发生了某个事件，应该被注意，这种情况就称为中断。
通常，在接收到来自外围硬件（相对于中央处理器和内存）的异步信号，或来自软件的同步信号之后，处理器将会进行相应的硬件／软件处理。发出这样的信号称为进行中断请求（interrupt request，IRQ）。硬件中断导致处理器通过一个运行信息切换（context switch）来保存执行状态（以程序计数器和程序状态字等寄存器信息为主）；软件中断则通常作为MCU指令集中的一个指令，以可编程的方式直接指示这种运行信息切换，并将处理导向一段中断处理代码。中断在计算机多任务处理，尤其是即时系统中尤为有用。这样的系统，包括运行于其上的操作系统，也被称为“中断驱动的”。

2、中断过程

在实际运行中，一旦设备通过某引脚N向MCU发出中断指令，后者便向MUC的INTR引脚发送中断信号。MCU通过INTA引脚通知MCU中断有效（这个过程实际上还包括对此MCU的选址），后者即通过地址总线将对应引脚N的中断类型码发送给MCU。MCU得到中断类型码后，先进行现场保护

保护现场：

1️⃣状态寄存器进行压栈；

2️⃣关闭中断；

3️⃣将当前代码段寄存器CS和程序计数器IP压栈。

现场保护完成后，MCU开始按照前述的两步骤翻译中断程序入口地址。在得到中断处理程序地址之后但调用中断处理程序之前，CPU会再检查一下NMI引脚是否有信号，以防在刚才的处理过程中忽略了可能的NMI中断。NMI的优先级始终高于INTR。

在程序结束时，应该按与压栈保护时相反的顺序弹出各寄存器的值。中断程序的最后一句始终是IRET指令，这条指令将栈顶6个字节分别弹出并存入IP、CS和FLAGS寄存器，完成了现场的还原。

3、中断类型

常见MCU架构定义的中断类型分为 ：

• 外部中断（External Interrupt），指来自处理器核外部的中断，例如 GPIO、UART 等产生的中断
• 计时器中断（Timer Interrupt） ，指来自计时器的中断
• 软件中断（Software Interrupt） ，指来自软件自己触发的中断
• 调试中断（Debug Interrupt），专用于实现调试器

4、中断控制器

Cortex-M 系列包含一个 NVIC（嵌套中断向量控制器）提供硬件嵌套中断服务。在中断发生时，NVIC 自动取出对应的服务例程入口地址，并且直接调用，无需软件判定中断源。另外 M 系列包含一个基本的 systick 定时器，配合 NVIC 工作，用于系统计数。

5、LiteOS的中断管理

Huawei LiteOS对传统MCU控制中使用中断进行管理处理，其中断特性为：

• 中断共享，且可配置。
• 中断嵌套，即高优先级的中断可抢占低优先级的中断，且可配置。
• 使用独立中断栈，可配置。
• 可配置支持的中断优先级个数。
• 可配置支持的中断数。

LIteOS在开发中断程序会涉及到创建中断、设置中断亲和性、使能中断、触发中断、屏蔽中断、删除中断一些列操作

#include "los_hwi.h"
#include "los_typedef.h"
#include "los_task.h"

STATIC VOID HwiUsrIrq(VOID) //中断服务程序，触发后跳转到这里执行。
{
    printf("\n in the func HwiUsrIrq \n"); 
}

/* cpu0 trigger, cpu0 response */
UINT32 It_Hwi_001(VOID)
{
    UINT32 ret;
    UINT32 irqNum = 26; /* ppi */
    UINT32 irqPri = 0x3;

    ret = LOS_HwiCreate(irqNum, irqPri, 0, (HWI_PROC_FUNC)HwiUsrIrq, 0); //创建中断，中断好配置，中断服务函数地址说明，优先级配置
    if (ret != LOS_OK) {
        return LOS_NOK;
    }

#ifdef LOSCFG_KERNEL_SMP
    ret = LOS_HwiSetAffinity(irqNum, CPUID_TO_AFFI_MASK(ArchCurrCpuid())); //设置中断亲和性
    if (ret != LOS_OK) {
        return LOS_NOK;
    }
#endif
    ret = LOS_HwiEnable(irqNum);//使能中断
    if (ret != LOS_OK) {
        return LOS_NOK;
    }

    ret = LOS_HwiTrigger(irqNum);/
    if (ret != LOS_OK) {
        return LOS_NOK;
    }

    LOS_TaskDelay(1);

    ret = LOS_HwiDisable(irqNum);//去使能中断
    if (ret != LOS_OK) {
        return LOS_NOK;
    }

    ret = LOS_HwiDelete(irqNum, NULL);//删除中断服务连接，释放内存
    if (ret != LOS_OK) {
        return LOS_NOK;
    }

    return LOS_OK;
}

上面利用代码进行简要明。使用这些前提都是在LiteOS设置中打开和配置好中断功能。

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