ПЕРЕРИВАННЯ

У базі даних ESP-IDF роботу з перериваннями розділено на два шари: Hardware Interrupt API (загальна робота з процесорними перериваннями контролера) та Периферійні ISR API (робота з перериваннями конкретних модулів, таких як GPIO, Timers, UART тощо).

1. Системне переривання та розподіл векторів (esp_intr_alloc.h)

Це базові низькорівневі функції для виділення, прив'язки та керування перериваннями на рівні процесора (Xtensa / RISC-V).

Функція Опис

esp_intr_alloc() Виділяє вектор переривання з вказаним пріоритетом і прив'язує обробник.

esp_intr_alloc_intrstatus() Виділяє вектор переривання з підтримкою перевірки регістру статусу (для декількох джерел).

esp_intr_free() Звільняє виділене переривання та деактивує його вектор.

esp_intr_enable() Увімкає (розблоковує) конкретне оброблюване переривання.

esp_intr_disable() Вимкає (блокує) конкретне переривання.

esp_intr_get_cpu() Повертає номер ядра CPU, до якого прив'язано переривання.

esp_intr_get_intno() Повертає апаратний номер лінії переривання.

esp_intr_nonmaskable_enable() Вмикає немасковане переривання (NMI).

esp_intr_nonmaskable_disable() Вимкає немасковане переривання (NMI).

2. Переривання GPIO (driver/gpio.h)

Функції для обробки сигналів на зовнішніх виводах мікроконтролера.

Функція Опис

gpio_install_isr_service() Ініціалізує глобальну службу обробки переривань GPIO (викликається один раз).

gpio_uninstall_isr_service() Видаляє службу обробки переривань GPIO та звільняє ресурси.

gpio_isr_handler_add() Додає ISR-обробник для конкретного пина GPIO з передачею аргументу.

gpio_isr_handler_remove() Видаляє ISR-обробник для вказаного пина GPIO.

gpio_isr_register() Реєструє єдиний загальний ISR-обробник для всіх GPIO (низькорівневий підхід).

gpio_intr_enable() Дозволяє генерувати переривання на конкретному пині GPIO.

gpio_intr_disable() Забороняє генерувати переривання на конкретному пині GPIO.

gpio_set_intr_type() Встановлює тип тригера (по фронту RISING/FALLING, по рівню HIGH/LOW).

gpio_wakeup_enable() Налаштовує пин GPIO для пробудження контролера з глибокого сну (Deep/Light Sleep).

gpio_wakeup_disable() Вимкає пробудження системи з даного пина GPIO.

3. Апаратні таймери (driver/gptimer.h / driver/timer.h)

Обробка подій досягнення лічильником заданого значення.

Новий драйвер (driver/gptimer.h — ESP-IDF v5.0+)

Функція Опис

gptimer_register_event_callbacks() Реєструє структури зворотного виклику (callback), що виконуються в ISR при збігу таймера.

Застарілий драйвер (driver/timer.h — ESP-IDF v4.x)

Функція Опис

timer_isr_callback_add() Додає ISR callback для конкретного таймера.

timer_isr_register() Реєструє загальний ISR-обробник для групи таймерів.

timer_group_intr_enable() Вмикає переривання для вказаного таймера в групі.

timer_group_intr_disable() Вимкає переривання для таймера в групі.

4. Критичні секції та захист від переривань

Використовуються для тимчасового блокування виконання інших переривань, коли треба гарантувати атомарність операції.

Макрос / Функція

Опис

portENTER_CRITICAL(&mux)

Входить у критичну секцію (забороняє переривання з пріоритетом нижче NMI на даному ядрі).

portEXIT_CRITICAL(&mux)

Виходить з критичної секції (відновлює стан переривань).

portENTER_CRITICAL_ISR(&mux)

Входить у критичну секцію всередині іншого ISR-обробника.

portEXIT_CRITICAL_ISR(&mux)

Виходить з критичної секції всередині ISR-обробника.

taskENTER_CRITICAL() / taskEXIT_CRITICAL()

Аліаси для захисту системних викликів FreeRTOS.

5. Передавання керування з ISR (Yielding)

Використовуються в кінці будь-якого ISR, якщо робота з чергою, семафором або подією розблокувала задачу з вищим пріоритетом.

Функція / Макрос

Опис

portYIELD_FROM_ISR()

Примусово викликає планувальник FreeRTOS для миттєвого перемикання контексту задач після ISR.

portYIELD_FROM_ISR(high_task_woken)

Передає прапорець pdTRUE/pdFALSE для оцінки необхідності перемикання.

6. Робота з примітивами FreeRTOS всередині переривань (ISR Safe APIs)

Звичайні функції FreeRTOS заборонено викликати в перериваннях. Для цього застосовуються спеціальні ISR-версії:

• Черги (Queues): xQueueSendFromISR(), xQueueSendToBackFromISR(), xQueueSendToFrontFromISR(), xQueueReceiveFromISR(), xQueueOverwriteFromISR()

• Семафори та М'ютекси: xSemaphoreGiveFromISR(), xSemaphoreTakeFromISR()

• Групи подій (Event Groups): xEventGroupSetBitsFromISR(), xEventGroupClearBitsFromISR()

• Сповіщення задач (Task Notifications): vTaskNotifyGiveFromISR(), xTaskNotifyFromISR()

• Програмні таймери: xTimerStartFromISR(), xTimerStopFromISR(), xTimerResetFromISR()