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什么是零中断延迟

零中断延迟并非是中断的响应时间为零，而是指当引入了RTOS以后，中断的响应时间仍然能够达到MCU内核特性的响应时间，即只要中断发生，就能按中断优先级立即抢占，绝不延误。也就是说，中断响应时间不受RTOS影响，与裸机编程是一样的。

CosyOS-实时运行模型

• 中断层 【用户中断按中断优先级实时抢占、零中断延迟】
  • 用户中断
    -> 中断本地服务的执行
    -> 中断挂起服务的装载
    
• 服务层 【内核服务】
  • SysTick [minpri]
    -> 软件RTC/定时器计数
    -> 恢复定时任务
    -> 调用定时钩子/滴答钩子（滴答服务的执行）
    
  • PendSV [minpri]
    -> 中断挂起服务的执行
    -> 任务调度/切换
    
  • 任务临界区 [关闭SysTick/PendSV]
    -> 任务服务的执行
    
• 任务层 【不同优先级的任务抢占式调度，相同优先级的任务时间片轮转调度】
  • Taskmgr[maxpri]
  • Debugger[maxpri]
  • Starter[maxpri-1]
  • 一般用户任务[maxpri-1 ~ minpri+1:1]
  • 用户空闲任务[minpri:0]
  • 系统空闲任务[minpri:0]

零中断延迟基本原理

• 服务层中，SysTick、PendSV、任务临界区，三者间是互斥访问的。换言之，整个服务层是一个大临界区。
• 所有内核服务（中断本地服务除外），均在服务层（临界区）执行，从而保证服务的“操作流”不会被打断。
• 中断本地服务采用互斥访问机制。

服务详解

• 任务服务，是指在任务中调用的服务，并在任务临界区中执行。
  
• 滴答服务，是指在滴答中调用的服务，并在 SysTick 中执行。用户可在滴答钩子、定时中断钩子、定时查询钩子中调用滴答服务。
  
• 中断服务，是指在中断中调用的服务，分为中断本地服务和中断挂起服务。
  
  • 中断本地服务，是指在中断中调用并直接执行的服务，需要互斥访问机制相配合。
    
  • 中断挂起服务，是指在中断中调用的服务不在本地直接执行，而是把服务的相关信息存入局部的结构体中，
    再把结构体指针存入中断挂起服务缓存，再触发PendSV，而后在PendSV中执行。
    

互斥访问机制

• 用户中断中读全局变量
  重入访问：如果变量正在被写入，仍可成功读取变量。
  首先，用户需定义全局变量的副本，并按照指定方式来更新副本。
  中断中读全局变量时，需调用“iWhichGVarToRead”来询问：“应该读哪一个全局变量”？返回0读正本，返回1读副本。
  
• 用户中断中接收邮件
  重入访问：如果邮箱正在被写入，仍可成功接收邮件（将读取写入过程所读取的局部邮箱）。
  互斥访问：如果邮箱正在被写入，将返回失败（false）。
  
• 用户中断中接收消息
  互斥访问：如果队列正在被访问，将返回失败（NULL）。
  

中断挂起服务缓存队列

CosyOS-II 中断挂起服务缓存队列，已实现所有内核的MCU均为先入先出队列（FIFO）。
中断挂起服务缓存队列，有必要先入先出吗？答案是确定的，原因在于当中断并发时，服务的执行顺序要符合“不同中断间可能存在的”和“同一个中断中必然存在的”提请服务的时序逻辑关系。
再有，“入队列”与“出队列”的过程必须是原子操作，不能被打断。


好了，CosyOS-II 零中断延迟基本原理 就简单介绍到这了，想要深入了解的朋友可自行阅读源码，一探究竟！