第四天

我今天学的是RT-Thread的中断管理。

RT-Thread 中断工作机制是在 Cortex-M 内核上，所有中断都采用中断向量表的方式进行处理，即当一个中断触发时，处理器将直接判定是哪个中断源，然后直接跳转到相应的固定位置进行处理，每个中断服务程序必须排列在一起放在统一的地址。中断向量表一般由一个数组定义或在起始代码中给出。中断处理过程将中断处理程序分为中断前导程序、用户中断服务程序、中断后续程序三部分。

中断前导程序主要工作如下：1、保存 CPU 中断现场，这部分跟 CPU 架构相关，不同 CPU 架构的实现方式有差异。2、通知内核进入中断状态，调用 rt_interrupt_enter() 函数，作用是把全局变量 rt_interrupt_nest 加 1，用它来记录中断嵌套的层。

在用户中断服务程序中，分为两种情况。第一种情况是不进行线程切换，这种情况下用户中断服务程序和中断后续程序运行完毕后退出中断模式，返回被中断的线程。第二种种情况是，在中断处理过程中需要进行线程切换，这种情况会调用 rt_hw_context_switch_interrupt() 函数进行上下文切换。

中断后续程序主要完成的工作是:1、通知内核离开中断状态，通过调用 rt_interrupt_leave() 函数，将全局变量 rt_interrupt_nest 减 1。2、恢复中断前的 CPU 上下文，如果在中断处理过程中未进行线程切换，那么恢复 from 线程的 CPU 上下文，如果在中断中进行了线程切换，那么恢复 to 线程的 CPU 上下文。

在允许中断嵌套的情况下，在执行中断服务程序的过程中，如果出现高优先级的中断，当前中断服务程序的执行将被打断，以执行高优先级中断的中断服务程序，当高优先级中断的处理完成后，被打断的中断服务程序才又得到继续执行，如果需要进行线程调度，线程的上下文切换将在所有中断处理程序都运行结束时才发生。RT-Thread 采用的方式是提供独立的中断栈，即中断发生时，中断的前期处理程序会将用户的栈指针更换到系统事先留出的中断栈空间中，等中断退出时再恢复用户的栈指针。

在实时系统中轮询模式可能会出现非常大问题，因为在实时操作系统中，当一个程序持续地执行时，它所在的线程会一直运行，比它优先级低的线程都不会得到运行。实时系统中更多采用的是中断模式来驱动外设。当数据达到时，由中断唤醒相关的处理线程，再继续进行后续的动作，实时系统想要提升数据吞吐量时，可以考虑的几种方式:1、增加每次数据量发送的长度，每次尽量让外设尽量多地发送数据；2、必要情况下更改中断模式为轮询模式。同时为了解决轮询方式一直抢占处理机，其他低优先级线程得不到运行的情况，可以把轮询线程的优先级适当降低。

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