FreeRTOS在STM32應(yīng)用中的中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置問(wèn)題
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一、FreeRTOS中斷設(shè)置介紹
FreeRTOSConfig.h中定義了兩個(gè)宏，分別是：
configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY
configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY
configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY用來(lái)設(shè)置RTOS內(nèi)核自己的中斷優(yōu)先級(jí)。因?yàn)镽TOS內(nèi)核中斷不允許搶占用戶(hù)使用的中斷，因此這個(gè)宏一般定義為硬件最低優(yōu)先級(jí)。configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY用來(lái)設(shè)置可以在中斷服務(wù)程序中安全調(diào)用FreeRTOS API函數(shù)的最高中斷優(yōu)先級(jí)。優(yōu)先級(jí)小于等于這個(gè)宏所代表的優(yōu)先級(jí)時(shí)，程序可以在中斷服務(wù)程序中安全的調(diào)用FreeRTOS API函數(shù)；如果優(yōu)先級(jí)大于這個(gè)宏所代表的優(yōu)先級(jí)，表示FreeRTOS無(wú)法禁止這個(gè)中斷，在這個(gè)中斷服務(wù)程序中絕不可以調(diào)用任何API函數(shù)。
也就是說(shuō)RTOS中斷嵌套方案將可用的中斷優(yōu)先級(jí)分成2組：會(huì)被RTOS臨界區(qū)覆蓋的和永遠(yuǎn)不會(huì)被覆蓋的所以這些是一直被使能的。configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY設(shè)置值是這兩組的邊界值。
二、STM32中的優(yōu)先級(jí)設(shè)置
傳統(tǒng)的是中斷優(yōu)先級(jí)數(shù)值越大代表的優(yōu)先級(jí)級(jí)別越高，而Cortex-M中斷優(yōu)先級(jí)數(shù)值越大代表的優(yōu)先級(jí)反而越小。例如，一個(gè)被分配為數(shù)值2的中斷優(yōu)先級(jí)大于一個(gè)被分配為數(shù)值5的中斷優(yōu)先級(jí)。換句話(huà)說(shuō)，優(yōu)先級(jí)2大于優(yōu)先級(jí)5，即使2小于5。更助于理解清晰的表述是：優(yōu)先級(jí)2的中斷可以打斷優(yōu)先級(jí)為5的中斷；但優(yōu)先級(jí)為5的中斷不能打斷2的。所以，在STM32中任何使用RTOS API 的中斷服務(wù)程序都必須在數(shù)值上等于或大于configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY的設(shè)置值。這確保了中斷的邏輯優(yōu)先級(jí)等于或小于configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY設(shè)置。
FreeRTOSConifg.h 文件中的configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 和 configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY需要設(shè)置數(shù)值因?yàn)锳RM Cortex-M核本身需要他們—已經(jīng)被轉(zhuǎn)移到寄存器最高有效位了。這就是為什么在FreeRTOS的例程的FreeRTOSConfig.h文件configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY應(yīng)該被設(shè)置為最低優(yōu)先級(jí)別255（對(duì)應(yīng)優(yōu)先級(jí)為15）。數(shù)值被這樣規(guī)定有一下幾個(gè)原因：RTOS內(nèi)核直接訪(fǎng)問(wèn)（不通過(guò)任何第三方庫(kù)函數(shù)）ARM Cortex-M3外設(shè)硬件，RTOS 內(nèi)核比大多數(shù)庫(kù)函數(shù)實(shí)現(xiàn)早，并且這種方式已經(jīng)在第一代市場(chǎng)上出現(xiàn)的ARM Cortex-M3庫(kù)文件中。RTOS內(nèi)核使用ARM Cortex-M核的BASEPRI寄存器實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)。這使RTOS內(nèi)核屏蔽一部分中斷所以提供了一個(gè)可變的中斷嵌套模型。BASEPRI是一個(gè)bit屏蔽罩，設(shè)置BASEPRI一個(gè)數(shù)值將屏蔽所有邏輯上低于該數(shù)值優(yōu)先級(jí)的中斷，所以用該寄存器不可能屏蔽優(yōu)先級(jí)為0的中斷。
在STM32使用中由于中斷優(yōu)先級(jí)的設(shè)置采用的是庫(kù)函數(shù)，因此要請(qǐng)保證所有的優(yōu)先級(jí)設(shè)置為可搶占優(yōu)先級(jí)，具體實(shí)現(xiàn)方式是在RTOS啟動(dòng)前調(diào)用函數(shù)：NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_4 );
Cortex-M內(nèi)核的中斷優(yōu)先級(jí)寄存器是以最高位（MSB）對(duì)齊的。STM32使用了優(yōu)先級(jí)寄存器中的4位，則這3個(gè)位位于中斷優(yōu)先級(jí)寄存器的bit 4、bit5、bit6、bit7位。剩余的bit0~bit3可以設(shè)置成任何值，但為了兼容，最好將他們?cè)O(shè)置成1.下圖展示了優(yōu)先級(jí)數(shù)值11（二進(jìn)制1011 1111）是怎樣存儲(chǔ)在優(yōu)先級(jí)寄存器中的。下圖也展示了為什么數(shù)值11可看成數(shù)值191。
如上圖所示，在STM32中使用FreeRTOS時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)：
//This is the raw value as per the Cortex-M3 NVIC. Values can be 255
(lowest) to 0 (1?) (highest).
#define configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY 255（0xFF也即是優(yōu)先級(jí)15）
//!!!! configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY must not be set to zero !!!!
See http://www.FreeRTOS.org/RTOS-Cortex-M3-M4.html.
#define configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 191（0xBF也即優(yōu)先級(jí)11），
故在中斷優(yōu)先級(jí)為0～10的中斷，均不會(huì)被內(nèi)核延遲，并且可嵌套但不能調(diào)用API函數(shù)。在11～15之間的中斷可以調(diào)用以FromISR結(jié)尾的API函數(shù)。
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