中断管理

基本概念

在程序运行过程中，出现需要由CPU立即处理的事务时，CPU暂时中止当前程序的执行转而处理这个事务，这个过程叫做中断。当硬件产生中断时，通过中断号查找到其对应的中断处理程序，执行中断处理程序完成中断处理。

通过中断机制，在外设不需要CPU介入时，CPU可以执行其它任务；当外设需要CPU时，CPU会中断当前任务来响应中断请求。这样可以使CPU避免把大量时间耗费在等待、查询外设状态的操作上，有效提高系统实时性及执行效率。

下面介绍下中断的相关概念：

• 中断号： 中断请求信号特定的标志，计算机能够根据中断号判断是哪个设备提出的中断请求。

• 中断请求： “紧急事件”向CPU提出申请（发一个电脉冲信号），请求中断，需要CPU暂停当前执行的任务处理该“紧急事件”，这一过程称为中断请求。

• 中断优先级： 为使系统能够及时响应并处理所有中断，系统根据中断事件的重要性和紧迫程度，将中断源分为若干个级别，称作中断优先级。

• 中断处理程序： 当外设发出中断请求后，CPU暂停当前的任务，转而响应中断请求，即执行中断处理程序。产生中断的每个设备都有相应的中断处理程序。

• 中断触发： 中断源向中断控制器发送中断信号，中断控制器对中断进行仲裁，确定优先级，将中断信号发送给CPU。中断源产生中断信号的时候，会将中断触发器置“1”，表明该中断源产生了中断，要求CPU去响应该中断。

• 中断向量： 中断服务程序的入口地址。

• 中断向量表： 存储中断向量的存储区，中断向量与中断号对应，中断向量在中断向量表中按照中断号顺序存储。

接口说明

OpenHarmony LiteOS-M内核的中断模块提供下面几种功能，接口详细信息可以查看API参考。

表1 创建、删除中断

表2 打开、关闭中断

表3 其他中断操作

开发流程

1. 调用中断创建接口LOS_HwiCreate创建中断。

2. 调用LOS_HwiTrigger接口触发指定中断（写中断控制器的相关寄存器模拟外部中断），或通过外设触发中断。

3. 调用LOS_HwiDelete接口删除指定中断，此接口根据实际情况使用，开发者判断是否需要删除中断。

说明：

• 根据具体硬件，配置支持的最大中断数及可设置的中断优先级个数。
• 关中断时间或中断处理程序耗时不能过长，否则会影响CPU对中断的及时响应。
• 中断响应过程中不能直接、间接执行引起调度的LOS_Schedule等函数。
• 中断恢复LOS_IntRestore()的入参必须是与之对应的LOS_IntLock()的返回值（即关中断之前的CPSR值）。
• Cortex-M系列处理器中0-15中断为内部使用，因此不建议用户去申请和创建。

编程实例

本实例实现如下功能：

1. 创建中断。

2. 触发中断。

3. 删除中断。

代码实现如下，演示如何创建中断、触发指定的中断号进而调用中断处理函数、删除中断。

本演示代码在 ./kernel/liteos_m/testsuites/src/osTest.c 中编译验证，在TestTaskEntry中调用验证入口函数ExampleInterrupt。

#include "los_interrupt.h"
#include "los_compiler.h"

/* 验证的中断号 */
#define HWI_NUM_TEST 7

/* 中断处理程序 */
STATIC VOID UsrIrqEntry(VOID)
{
    printf("in the func UsrIrqEntry\n");
}

/* 注册的线程回调函数，用于触发中断 */
STATIC VOID InterruptTest(VOID)
{
    LOS_HwiTrigger(HWI_NUM_TEST);
}

UINT32 ExampleInterrupt(VOID)
{
    UINT32 ret;
    HWI_PRIOR_T hwiPrio = 3; // 3，中断优先级
    HWI_MODE_T mode = 0;
    HWI_ARG_T arg = 0;

    /* 创建中断 */
    ret = LOS_HwiCreate(HWI_NUM_TEST, hwiPrio, mode, (HWI_PROC_FUNC)UsrIrqEntry, arg);
    if(ret == LOS_OK){
        printf("Hwi create success!\n");
    } else {
        printf("Hwi create failed!\n");
        return LOS_NOK;
    }

    TSK_INIT_PARAM_S taskParam = { 0 };
    UINT32 testTaskID;
	
	/* 创建一个优先级低优先级的线程，用于验证触发中断 */
    taskParam.pfnTaskEntry = (TSK_ENTRY_FUNC)InterruptTest;
    taskParam.uwStackSize = OS_TSK_TEST_STACK_SIZE;
    taskParam.pcName = "InterruptTest";
    taskParam.usTaskPrio = TASK_PRIO_TEST - 1;
    taskParam.uwResved = LOS_TASK_ATTR_JOINABLE;
    ret = LOS_TaskCreate(&testTaskID, &taskParam);
    if (LOS_OK != ret) {
        PRINTF("InterruptTest task error\n");
    }

    /* 延时50 tick，让出当前线程的调度 */
    LOS_TaskDelay(50);

    /* 删除注册的中断 */
    ret = LOS_HwiDelete(HWI_NUM_TEST, NULL);
    if(ret == LOS_OK){
        printf("Hwi delete success!\n");
    } else {
        printf("Hwi delete failed!\n");
        return LOS_NOK;
    }
    
    return LOS_OK;
}

结果验证

编译运行得到的结果为：

Hwi create success!
in the func UsrIrqEntry
Hwi delete success!