FreeRTOS学习笔记——FreeRTOS中断管理

news2024/9/30 11:23:39

什么是中断？

简介：让CPU打断正常运行的程序，转而去处理紧急的事件（程序），就叫中断

例：

中断执行机制，可简单概括为三步：

中断优先级分组设置

ARM Cortex-M 使用了 8 位宽的寄存器来配置中断的优先等级，这个寄存器就
是中断优先级配置寄存器，因此最大中断的优先级配置范围位 0~255。但是芯片厂商一般用不
完这些资源，对于 STM32，只用到了中断优先级配置寄存器的高 4 位[7:4]，低四位[3:0]取零处
理，因此 STM32 提供了最大 2^4=16 级的中断优先等级

中断优先级配置寄存器的值与对应的优先等级成反比，即中断优先级配置寄存器的值越小，
中断的优先等级越高。

STM32 的中断优先级可以分为抢占优先级和子优先级，抢占优先级和子优先级的区别如下：

抢占优先级： 抢占优先级高的中断可以打断正在执行但抢占优先级低的中断，即中断嵌套。

子优先级： 抢占优先级相同时，子优先级高的中断不能打断正在执行但子优先级低的中的
中断，即子优先级不支持中断嵌套。

STM32 中每个中断的优先级就由抢占优先级和子优先级共同组成，使用中断优先级配置寄
存器的高 4 位来配置抢占优先级和子优先级，那么中断优先级配置寄存器的高 4 位是如何分配
设置抢占优先级和子优先级的呢？

一共有 5 种分配方式，对应着中断优先级分组的 5 个组

通过调用函数HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_4）即可完成设置

中断相关寄存器

三个系统中断优先级配置寄存器:

分别为 SHPR1、 SHPR2、 SHPR3

SHPR1寄存器地址：0xE000ED18

SHPR2寄存器地址：0xE000ED1C

SHPR3寄存器地址：0xE000ED20

表出自：《Cortex M3权威指南(中文)》第286页

1. SHPR1
SHPR1 寄存器的地址为 0xE000ED18，用于配置 MemManage、 BusFault、 UsageFault 的中
断优先级，各比特位的功能描述如下表所示：

2. SHPR2
SHPR2 寄存器的地址为 0xE000ED1C，用于配置 SVCall 的中断优先级，各比特位的功能
描述如下表所示：

3. SHPR3
SHPR3 寄存器的地址为 0xE000ED20，用于配置 PendSV、 SysTick 的中断优先级，各比特
位的功能描述如下表所示：

FreeRTOS 在配置 PendSV 和 SysTick 中断优先级的时，就使用到了 SHPR3 寄存器，

PendSV和SysTick设置最低优先级

设置最低：保证系统任务切换不会阻塞系统其他中断的响应

三个中断屏蔽寄存器：

分别为 PRIMASK、 FAULTMASK 和BASEPRI

FreeRTOS所使用的中断管理就是利用的BASEPRI这个寄存器

BASEPRI：屏蔽优先级低于某一个阈值的中断

比如： BASEPRI设置为0x50，代表中断优先级在5~15内的均被屏蔽，0~4的中断优先级正常执行

建议参考知识库中：GPT对话知识库——FreeRTOS中寄存器BASEPRI的作用

BASEPRI：屏蔽优先级低于某一个阈值的中断，当设置为0时，则不关闭任何中断

关中断程序示例：

#define portDISABLE_INTERRUPTS()

vPortRaiseBASEPRI()

static portFORCE_INLINE void vPortRaiseBASEPRI( void )

{

uint32_t ulNewBASEPRI = configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY;

__asm

{

msr basepri, ulNewBASEPRI

dsb

isb

}

}

#define configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY

( configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY << (8 - configPRIO_BITS) )

#define configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY

5

/* FreeRTOS可管理的最高中断优先级 */

中断优先级在5 ~ 15的全部被关闭

开中断程序示例：

#define portENABLE_INTERRUPTS()

vPortSetBASEPRI( 0 )

static portFORCE_INLINE void vPortSetBASEPRI( uint32_t ulBASEPRI )

{

__asm

{

msr basepri, ulBASEPRI

}

}

FreeRTOS中断管理就是利用BASEPRI寄存器实现的

当BASEPRI设置为0x50时：