有了Systick中断为什么还要PendSV中断？

问题：

看过Cortex-m3/m4操作系统RTOS内核代码的伙伴们都知道，OS中的任务调度实现方式如下：
1、开启SysTick中断，也就是系统滴答定时器中断。然后在SysTick中断中触发PendSV中断，实际的任务切换是在PendSV的中断服务函数中完成的。
2、PendSV的中断服务函数一般用汇编来写。
那为什么不直接在SysTick的中断服务函数里完成任务切换呢？
其中原因如下：

原因：

1.在SysTick中断里完成任务切换会降低操作系统的实时性：

首先我们需要了解Cortex-m3/m4内核的中断和优先级。内核共有256个中断优先级，并且前16个中断分配给了系统内核异常中断，因此外设中断只能排在前16个以后，因此外部中断最多只能有256-16=240个。比如中断0的异常号是16。

系统内核发生异常时会触发中断，内核的异常情况如下：

其中外部中断的优先级有中断优先级配置寄存器，因为外部中断最多只能有256-16=240个，因此外部中断优先级寄存器有240个。看下图可知，确实有240个寄存器控制着外部240个中断的中断优先级。

而内部系统异常中断的中断优先级则不在这个寄存器里面，而是单独的一块寄存器来保存内部中断的中断优先级：

有了这些知识，我们就可以回答为什么不在systick中断里面进行操作系统任务切换了。

假设在systick里面，即要保证系统的心跳（也就是系统的时间，或者说节拍)，也进行任务切换。那么就必须把systick的中断优先级设置为最低，因为有其他外中断时，是不能进行任务切换的。

如果不把systick的优先级设置为最低，而是设置为最高，1ms执行一次。有个串口中断，执行一次需要5ms。
在0ms时刻，系统初始化完成。

在0.5ms时刻，来了一个串口中断，

在1ms时刻，systick发起中断请求，因为systick中断优先级比串口中断优先级高，systick就会抢占串口中断并执行任务切换函数，而任务切换需要占用一定的时间，等任务切换执行完毕后，程序指针就已经改变为下一个任务的地址了，就没法再回到串口中断服务函数里面了。因此切换任务时需要关闭所有中断。

而如果把systick的优先级设置为最低，确实可以解决有其他中断时不执行任务切换。但是这样就没法保证系统的时钟了。
假设systick每1ms执行1次，而有个串口中断执行一次要5ms。

在0ms时刻，系统初始化完成。

在0.5ms时刻，进了串口中断。

在1ms时刻，systick发出中断请求，但是因为systick优先级比较低，无法抢占串口中断，只有等5ms时刻串口中断退出，才会进入systick中断。

在5ms时刻，串口中断执行完毕，此时进入systick中断。在systick中断里面会把系统时间+1，认为现在系统时间为1ms，但实际此时的系统时间是5ms，这样整个实时系统的时间就全部不准确了。而如果有6个串口中断，那么systick计数的时间很可能每30ms才计数1下，这对于实时系统是根本无法接受的。

2.把systick优先级设置为最高把PendSV设置为最低的好处：

用systick的高优先级来保证操作系统时间的正确性，而用最低优先级的PendSV来保证不会在有其他中断时进行任务切换。我们还来演绎一下：
假设有个串口中断，systick优先级为最高，1ms进一次。PendSV优先级为最低，会在systick中触发PendSV中断，则无其他中断时，PendSV也是1ms执行一次。串口中断依然是执行一次需要耗时5ms。

在0ms时刻，系统初始化完成。

在0.5ms时刻，进了串口中断。

在1ms时刻，systick发起中断请求，因为systick优先级为最高，则systick会抢占串口中断。在systick中完成系统时钟+1，然后就立即退出了systick。整个systick函数执行很快，只需要对一个数+1，并且将pendsv触发位置为1即可。退出systick后程序会返回到串口中断函数里面，此时pendsv也发起了中断请求。但因为pendsv优先级为最低，因此不能抢占串口中断。

到5ms时刻时，systick已经计数了5次，保证了操作系统的时钟没错误。此时串口中断函数执行完毕，退出串口中断服务函数。如没其他中断，就会执行优先级最低的pendsv中断，在pendsv中断里执行任务切换。

虽然5ms才执行了pendsv一次，但是因为systick依旧是1ms执行一次，因此各任务的检测到的时间也都是5ms，没有错误，因此保证了实时操作系统的实时性。

3、结语：

因此在配置操作系统时，要把systick配置为优先级最高，把pendsv配置为优先级最低。

以上是我画了很长时间琢磨出来并且验证了的，有帮助的话还麻烦点个赞，收藏一下！！！^~^