FreeRTOS在STM32應(yīng)用中的中斷優(yōu)先級設(shè)置問題
一、FreeRTOS中斷設(shè)置介紹
FreeRTOSConfig.h中定義了兩個宏，分別是：
configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY
configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY
configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY用來設(shè)置RTOS內(nèi)核自己的中斷優(yōu)先級。因為RTOS內(nèi)核中斷不允許搶占用戶使用的中斷，因此這個宏一般定義為硬件最低優(yōu)先級。configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY用來設(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。優(yōu)先級小于等于這個宏所代表的優(yōu)先級時，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)先級大于這個宏所代表的優(yōu)先級，表示FreeRTOS無法禁止這個中斷，在這個中斷服務(wù)程序中絕不可以調(diào)用任何API函數(shù)。
也就是說RTOS中斷嵌套方案將可用的中斷優(yōu)先級分成2組：會被RTOS臨界區(qū)覆蓋的和永遠不會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)先級設(shè)置
傳統(tǒng)的是中斷優(yōu)先級數(shù)值越大代表的優(yōu)先級級別越高，而Cortex-M中斷優(yōu)先級數(shù)值越大代表的優(yōu)先級反而越小。例如，一個被分配為數(shù)值2的中斷優(yōu)先級大于一個被分配為數(shù)值5的中斷優(yōu)先級。換句話說，優(yōu)先級2大于優(yōu)先級5，即使2小于5。更助于理解清晰的表述是：優(yōu)先級2的中斷可以打斷優(yōu)先級為5的中斷；但優(yōu)先級為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)值因為ARM 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)先級別255（對應(yīng)優(yōu)先級為15）。數(shù)值被這樣規(guī)定有一下幾個原因：RTOS內(nèi)核直接訪問（不通過任何第三方庫函數(shù)）ARM Cortex-M3外設(shè)硬件，RTOS 內(nèi)核比大多數(shù)庫函數(shù)實現(xiàn)早，并且這種方式已經(jīng)在第一代市場上出現(xiàn)的ARM Cortex-M3庫文件中。RTOS內(nèi)核使用ARM Cortex-M核的BASEPRI寄存器實現(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可變的中斷嵌套模型。BASEPRI是一個bit屏蔽罩，設(shè)置BASEPRI一個數(shù)值將屏蔽所有邏輯上低于該數(shù)值優(yōu)先級的中斷，所以用該寄存器不可能屏蔽優(yōu)先級為0的中斷。
在STM32使用中由于中斷優(yōu)先級的設(shè)置采用的是庫函數(shù)，因此要請保證所有的優(yōu)先級設(shè)置為可搶占優(yōu)先級，具體實現(xiàn)方式是在RTOS啟動前調(diào)用函數(shù)：NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_4 );
Cortex-M內(nèi)核的中斷優(yōu)先級寄存器是以最高位（MSB）對齊的。STM32使用了優(yōu)先級寄存器中的4位，則這3個位位于中斷優(yōu)先級寄存器的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，最好將他們設(shè)置成1.下圖展示了優(yōu)先級數(shù)值11（二進制1011 1111）是怎樣存儲在優(yōu)先級寄存器中的。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，系統(tǒng)默認：
//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11），
故在中斷優(yōu)先級為0～10的中斷，均不會被內(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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