uC/OS-II的任务切换机理及中断调度优化

到图4中③的SP位置。接着，系统会查询到优先级最高的任务，然后把SP的指针移到优先级最高的任务的任务堆栈，进行R15~R4的出栈工作，最后用RETI中断返回指令返回到新的任务。因为我们把所有的任务堆栈都规定成相同的格式，所以它们之间不会产生问题。这里需要注意的是，因为系统在C编译器的中断处理中会对中断进入时默认压栈的寄存器出栈，所以在设计出栈的程序时，要先把这些内容压栈，这样才能正确出栈。

　　2）在中断的处理过程中，有别的中断产生，产生中断嵌套。

　　如图5所示，由于在处理中断的时候，SP已经被移到系统堆栈去了，只有当中断退出的时候才可能把SP移到别的任务的任务堆栈中。所以在中断的时候进行中断嵌套，那么对于中断的处理和第一次是一样的，所不同的是，这次保存在堆栈中的不是任务运行中的寄存器，而是中断处理中的寄存器，而且是保存在系统堆栈中而不是任务堆栈中。从这里就可以看出优化内存的效果。所有的中断嵌套中的寄存器压栈都压在系统堆栈中，这样对于任务堆栈内存大小的要求大大降低。
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　　因为μC/OS-II在进入中断中，会把全局变量OSIntNesting++；在退出中断的时候，又会把OSIntNesting--。在退出中断进行任务切换之前，μC/OS-II会先判断OSIntNesting是否为0，是0才会进行任务调度。当第二中断运行结束以后，退出中断嵌套的时候，OSIntNesting不为0，也就不会进行任务调度。因此，仍旧在系统堆栈出栈，那么系统会继续前面没有完成的中断服务程序。

　　接着退出中断的顺序和非中断嵌套的顺序是一样的。在中断处理完以后，SP会自动回到图4中③的SP位置。接着，系统会查询到优先级最高的任务，然后把SP的指针移到优先级最高的任务的任务堆栈。进行R15~R4的出栈工作，最后用RETI中断返回指令返回到新的任务。

　　中断的情况基本上就是上述两种。对于有些文献中提到的在中断中会调度到更高优先级的任务的情况，笔者觉得是不应该发生的。因为从上面的分析可以看出，默认的（μC/OS-II的设计思路）中断处理会同时对全局变量OSIntNesting进行增减处理，javascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/>以给出是否需要任务调度的条件。那么即使在中断服务程序中把更高优先级的任务就绪，也会等到中断退出以后再进行调度，除非是在中断中直接调用更高优先级的任务函数。但这种方法应该是和μC/OS-II的原则相违背的，沿用的是以前前后台设计的思路。

　　对于这样的设计方式，时钟节拍的处理方式必须和一般的中断处理方式是一样的。一般来说，MSP430使用WATCHDOG时钟中断作为时钟节拍的产生源。从本质上来说，时钟节拍本身也是中断处理过程，所以对于时钟节拍的处理应该和其它的中断处理过程相同。实际上，在时钟节拍的处理过程中也可能会存在中断嵌套的问题。

　　中断堆栈和任务堆栈分离设计的程序流程如图6所示。

4 几点建议

　　① 编写中断程序的时候，有条件尽量使用汇编语言。因为这样可以避免一些编译器自己进行的操作，减少指针调整的次数。

　　② 在用C编写中断服务的时候，因为有些功能必须调用汇编的函数才能实现。调用函数时，有些时候压栈的PC会破坏堆栈的结构。这个时候需要把堆栈进行适当的调整，保证堆栈格式的正确。

　　③ 中断处理过程中调用OSIntExit()的时候，由于 μC/OS-II的原始设计中SP指针有时是不调整的，所以在OSIntExit()返回了以后，还要判断一下是否中断嵌套。因为有的时候是需要切换任务的。

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