Interrupt Latency 분석 — 진입·종료·Tail-Chaining·Late Arrival

1
ISR 진입 시 FPU context는 *push하지 않음* (lazy)
2
ISR이 FPU 명령을 쓰면 그때 push (lazy stacking trigger)
3
ISR이 FPU를 안 쓰면 push 자체를 생략 (latency 절약)

1
FPU->FPCCR |= FPU_FPCCR_LSPEN_Msk;   // lazy stacking enable (기본)
2
FPU->FPCCR &= ~FPU_FPCCR_LSPEN_Msk;  // disable - 항상 push

1
volatile uint32_t isr_entry_cycle;
2

3
void EXTI0_IRQHandler(void) {
4
    isr_entry_cycle = DWT->CYCCNT;   // ← 진입 시점
5
    /* ... */
6
    EXTI->PR1 = EXTI_PR1_PIF0;
7
}
8

9
/* Main */
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__DSB();
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uint32_t t = DWT->CYCCNT;
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EXTI->SWIER1 |= EXTI_SWIER1_SWI0;   // soft trigger IRQ
13
__DSB();
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uint32_t latency = isr_entry_cycle - t;
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printf("Latency: %u cycle\n", latency);

1
volatile uint32_t flag;
2

3
void UART_IRQHandler(void) {
4
    /* Top half - *짧게* */
5
    uint8_t byte = UART->RDR;
6
    ring_buffer_put(byte);
7
    flag = 1;   // signal
8
}
9

10
void main_loop(void) {
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    if (flag) {
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        flag = 0;
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        process_packet();   // Bottom half - task context
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    }
15
}

1
void UART_IRQHandler(void) {
2
    BaseType_t hp = pdFALSE;
3
    uint8_t byte = UART->RDR;
4
    xQueueSendFromISR(rx_queue, &byte, &hp);
5
    portYIELD_FROM_ISR(hp);
6
}

1
NVIC_SetPriorityGrouping(3);   // 4 group, 4 sub-priority
2
NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn, NVIC_EncodePriority(3, 1, 0));
3
                                              /* group, preempt, sub */

1
__disable_irq();
2
/* critical */
3
__enable_irq();

1
__set_BASEPRI(0x40);   // priority 4 이상 차단, 0-3는 통과
2
/* critical, 그러나 high IRQ는 처리됨 */
3
__set_BASEPRI(0);

1
void timer_isr(void) {
2
    /* 매 µs 트리거 - CPU를 다 잡아먹음 */
3
}

1
configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY = 5 가정
2
IRQ priority 5+ - FromISR API 사용
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  → entry: 12 cycle (hardware)
4
  → kernel hook: ~30 cycle
5
  → bottom half wake: ~50 cycle
6
  → portYIELD_FROM_ISR: pendSV pending
7
  → return + PendSV: ~100 cycle (context switch)
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  Total: ~200 cycle
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10
IRQ priority 0-4 (configMAX_SYSCALL 위) - 직접 hardware ISR
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  → entry: 12 cycle
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  → ISR work만
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  → exit: 12 cycle
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  Total: ~25 cycle (FreeRTOS 비관여)

1
void ISR(void) {
2
    xSemaphoreTake(mtx, ...);   // 차단될 수 있어 hard fault로 이어집니다
3
}

1
void ADC_IRQ(void) {
2
    process_sample();        // 빠름
3
    calculate_fft();         // 수 ms 걸리며 다른 IRQ를 차단합니다
4
}

1
__disable_irq();
2
xSemaphoreTake(sem, portMAX_DELAY);   // block + IRQ 차단으로 deadlock