ucOSii临界区

临界区定义#

操作系统在处理关键代码时，也就是进入临界区时，需要关闭中断，防止中断打断当前执行的关键代码，造成系统资源的破坏。

关键就在于关闭中断，控制中断寄存器进行中断关闭。但是，如果单纯的在进入临界区之前关中断，在退出临界区之后开中断，岂不是破坏了原本的中断状态？例如在某些地方可能已经被关闭了中断，那么退出临界区之后我们要恢复的就是关中断的状态。

我们要做的就是在进入临界区前记录一下此刻的中断状态，然后关中断。在退出临界区之后，恢复之前记录的状态即可。

临界区代码#

临界区关中断时，需要操作做的是CPSR寄存器，也就是硬件相关的寄存器，临界区代码也就是port代码。

OS_CPU_SR_Save:
  CPSID I  ;禁用中断
  PUSH {R1} ;这里虽然已经保存过R1，但是为了安全冗余还是再次保存R1
  MRS R1, BASEPRI ;保存中断屏蔽寄存器，将来用来恢复
  MSR BASEPRI, R0 ;将R0传入中断屏蔽寄存器，传入一个优先级，屏蔽这个优先级以下的中断
  DSB ;确保数据操作到此为止全部执行完毕，控制流水线
  ISB ;确保指令操作到此为止全部执行完毕，控制流水线
  ;在修改系统寄存器的场景中，一定要先DSB后ISB
  MOV R0, R1 ;将R1放到R0作为返回值
  POP R1 ;将先前R1的值从栈中弹出
  CPSIE I  ;启用中断
  BX LR ;返回
OS_CPU_SR_Restore:
  CPSID I    ;禁用中断
  MSR BASEPRI, R0  ;恢复原来的中断屏蔽
  DSB
  ISB
  ;指令和数据屏障
  CPSIE I
  BX LR  ;返回

总体的流程大致是：

1. 完全关闭中断
2. 保存中断屏蔽寄存器BASEPRI
3. 传递新的值给BASEPRI
4. 将之前保存的BASEPRI的值拿来做返回值并返回

其中传递新的值给BASEPRI，新的值是一个有关硬件和操作系统的值，在这里没有给出。让我们来看一下这个宏定义。

cpu_sr = OS_CPU_SR_Save(CPU_CFG_KA_IPL_BOUNDARY << (8u - CPU_CFG_NVIC_PRIO_BITS))

• CPU_CFG_NVIC_PRIO_BITS CPU中有多少位用来描述中断优先级，对CortexM来说是4位，两位响应优先级，两位抢占优先级。
• CPU_CFG_KA_IPL_BOUNDARY ** 嵌入式操作系统中用到的中断即PendSV和SysTick**等各种中断的最高的中断优先级，也就是说要屏蔽掉所有嵌入式操作系统中的中断，但是允许其他的硬件中断和异常。

在CortexM架构中，优先级又分为主优先级和子优先级，NVIC负责处理二者之间的关系。抢占优先级更高的允许中断其他的中断，响应优先级更高的在同样的抢占优先级下优先顺序执行。但是二者优先级组合在一起一共4位，是整个中断的优先级。而BASEPRI进行屏蔽时，就是使用的这个优先级进行屏蔽。