FreeRTOS在STM32应用中的中断优先级设置问题

一、FreeRTOS中断设置介绍

FreeRTOSConfig.h中定义了两个宏，分别是：

configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY

configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY

configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY用来设置RTOS内核自己的中断优先级。因为RTOS内核中断不允许抢占用户使用的中断，因此这个宏一般定义为硬件最低优先级。configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY用来设置可以在中断服务程序中安全调用FreeRTOS API函数的最高中断优先级。优先级小于等于这个宏所代表的优先级时，程序可以在中断服务程序中安全的调用FreeRTOS API函数；如果优先级大于这个宏所代表的优先级，表示FreeRTOS无法禁止这个中断，在这个中断服务程序中绝不可以调用任何API函数。

也就是说RTOS中断嵌套方案将可用的中断优先级分成2组：会被RTOS临界区覆盖的和永远不会被覆盖的所以这些是一直被使能的。configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY设置值是这两组的边界值。

二、STM32中的优先级设置

传统的是中断优先级数值越大代表的优先级级别越高，而Cortex-M中断优先级数值越大代表的优先级反而越小。例如，一个被分配为数值2的中断优先级大于一个被分配为数值5的中断优先级。换句话说，优先级2大于优先级5，即使2小于5。更助于理解清晰的表述是：优先级2的中断可以打断优先级为5的中断；但优先级为5的中断不能打断2的。所以，在STM32中任何使用RTOS API 的中断服务程序都必须在数值上等于或大于configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY的设置值。这确保了中断的逻辑优先级等于或小于configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY设置。

FreeRTOSConifg.h 文件中的configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 和 configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY需要设置数值因为ARM Cortex-M核本身需要他们—已经被转移到寄存器最高有效位了。这就是为什么在FreeRTOS的例程的FreeRTOSConfig.h文件configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY应该被设置为最低优先级别255（对应优先级为15）。数值被这样规定有一下几个原因：RTOS内核直接访问（不通过任何第三方库函数）ARM Cortex-M3外设硬件，RTOS 内核比大多数库函数实现早，并且这种方式已经在第一代市场上出现的ARM Cortex-M3库文件中。RTOS内核使用ARM Cortex-M核的BASEPRI寄存器实现临界区。这使RTOS内核屏蔽一部分中断所以提供了一个可变的中断嵌套模型。BASEPRI是一个bit屏蔽罩，设置BASEPRI一个数值将屏蔽所有逻辑上低于该数值优先级的中断，所以用该寄存器不可能屏蔽优先级为0的中断。

在STM32使用中由于中断优先级的设置采用的是库函数，因此要请保证所有的优先级设置为可抢占优先级，具体实现方式是在RTOS启动前调用函数：NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_4 );

Cortex-M内核的中断优先级寄存器是以最高位（MSB）对齐的。STM32使用了优先级寄存器中的4位，则这3个位位于中断优先级寄存器的bit 4、bit5、bit6、bit7位。剩余的bit0~bit3可以设置成任何值，但为了兼容，最好将他们设置成1.下图展示了优先级数值11（二进制1011 1111）是怎样存储在优先级寄存器中的。下图也展示了为什么数值11可看成数值191。

如上图所示，在STM32中使用FreeRTOS时，系统默认：

//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也即是优先级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也即优先级11），

故在中断优先级为0～10的中断，均不会被内核延迟，并且可嵌套但不能调用API函数。在11～15之间的中断可以调用以FromISR结尾的API函数。