FreeRTOS中断配置宏

前言

中断是我们学习嵌入式开发比较重要的一节知识，本篇文章是记录我学习FreeRTOS过程中，有关中断宏的配置的学习，希望我的分享能给你带来不一样的收获。

目录

前言

一 、FreeRTOS中断配置的宏

1、configPRIO_BITS

2、 configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY

3、configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY

4、configLIBRARY_MAX_sYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY

5、 configMAx_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY

二、FreeRTOS开关中断 

 三、结语

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一 、FreeRTOS中断配置的宏

1、configPRIO_BITS

此宏用来设置MCU使用几位优先级，STM32使用的是4位，因此此宏为4!

2、 configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY

此宏是用来设置最低优先级，前面说了，STM32优先级使用了4位，而且STM32配置的使用组4，也就是4位都是抢占优先级。因此优先级数就是16个，最低优先级那就是15。所以此宏就是15，注意!不同的MCU此值不同，具体是多少要看所使用的MCU的架构，这里只针对STM32！

3、configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY

此宏用来设置内核中断优先级，此宏定义如下：

宏 configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY 为宏configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY 左移8-configPRIO_BITS位，也就是左移4位。可是——

为什么要左移4位呢？

前面已经说过，STM32使用了4位作为优先级，而这4位是高4位，因此要左移4位才是真正的优先级。当然也可以不用移位，可以直接将宏 configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY 定义为0XF0。不过这样看起来不太直观。

宏configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY用来设置PendSV和滴答定时器的中断优先级，port.c中有如下定义：

可以看出，portNVIC_PENDSV_PRI 和portNVIC_SYSTICK_PRI都是使用了宏configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY ,为什么宏portNVIC_PENDSv_PRI是宏configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY 左移16位呢?宏portNVIC_SYSTICK_PRI也同样是左移24位。

PendSV和SysTcik的中断优先级设置是操作OxE000_ED20地址的，这样一次写入的是个32位的数据，SysTick 和 PendSV的优先级寄存器分别对应这个32位数据的最高8位和次高8位，不就是一个左移16位，一个左移24位了。

PendSV和SysTick优先级是在哪里设置的呢?在函数xPortStartScheduler()中设置，此函数在文件 port.c中，函数如下:

上述代码中红色部分就是设置PendSV 和SysTick优先级的，它们是直接向地址portNVIC_SYSPRI2_REG写入优先级数据，portNVIC_SYSPRI2_REG是个宏，在文件 port.c 中由定义，如下:

可以看到宏portNVIC_SYSPRI2_REG就是地址0XEO00ED20!同时也可以看出在FreeRTOS中PendSV和 SysTick 的中断优先级都是最低的!

这里插入一点小知识：什么是FreeRTOS的PendSV? 因为我也忘记了，所以在此温故一下！

PendSV是一种嵌入式系统中的中断服务例程，全称为Pending Supervisor Call Interrupt。它是FreeRTOS实现上下文切换的关键之一。

在FreeRTOS中，任务调度是由内核处理器级别的软件定时器触发的。当内核检测到需要切换任务时，它会通过PendSV中断来触发上下文切换。PendSV中断是一种特殊类型的中断，它具有最低的优先级，在所有其他中断服务例程完成后才会被执行。因此，PendSV中断能够确保在任务上下文切换期间不会被其他中断打断。

当PendSV中断被触发时，它会调用FreeRTOS的上下文切换函数，该函数会将当前任务的上下文保存到栈中，并将下一个任务的上下文从其栈中恢复。这个过程被称为任务上下文切换。

总结而言，PendSV是FreeRTOS系统中用于任务上下文切换的一种机制，它能够保证在任务上下文切换期间不会被其他中断打断。 

4、configLIBRARY_MAX_sYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY

此宏用来设置FreeRTOS系统可管理的最大优先级，也就是BASEPRI寄存器的那个阈值优先级，这个大家可以自由设置，这里我设置为了5。也就是高于5的优先级(优先级数小于5)不归FreeRTOS管理!

5、 configMAx_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY

此宏是configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY左移4位而来的，原因和宏configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY一样。此宏设置好以后，低于此优先级的中断可以安全的调用FrecRTOS的API函数，高于此优先级的中断 FreeRTOS是不能禁止的，中断服务函数也不能调用FreeRTOS的API函数!
 

这里我以STM32为例，有16个优先级，0为最高优先级，15为最低优先级，配置如下：

由于高于configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY的优先级不会被FreeRTOS内核屏蔽，因此那些对实时性要求严格的任务就可以使用这些优先级，比如四轴飞行器中的壁障检测。

二、FreeRTOS开关中断 

FreeRTOS开关中断函数为portENABLE_INTERRUPTS()和portDISABLE_INTERRUPTS(),这两个函数其实是宏定义，在portmacro.h 中有定义，如下:

可以看出开关中断实际上是通过函数 vPortSetBASEPRI(O)和vPortRaiseBASEPRI()来实现的，这两个函数如下:

函数vPortSetBASEPRI()是向寄存器BASEPRI写入一个值，此值作为参数ulBASEPRI传递进来，portENABLE_INTERRUPTS()是开中断，它传递了个0给vPortSetBASEPRI()，根据前面说的BASEPRI寄存器可知，结果就是开中断。
 

函数vPortSetBASEPRI()是向寄存器BASEPRI 写入宏configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY ，那么优先级低于configMAX_sYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY的中断就会被屏蔽!

 三、结语

以上就是我在学习FreeRTOS中有关“FreeRTOS中断配置宏”的学习记录。最后希望我的分享对你有所帮助！