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FreeRTOS 学习：（十六）可调用 FromISR 相关 API 函数的中断优先级范围

news 2025/11/10 8:24:05

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任务挂起与恢复相关的 API 函数

可调用 FromISR 相关 API 函数的中断优先级范围

这是 FreeRTOS 在 Cortex-M 等支持嵌套中断的架构（如 STM32）中一个极其关键的配置原则。

【注意】：数值越小，中断优先级越高；数值越大，任务优先级越高。

【注意】：在 STM32 中，中断优先级有16个，即 0~15（抢占和响应优先级可以转化成整体优先级）。

1）总结：

如果在中断服务程序（ISR）中调用了带 “FromISR” 后缀的 FreeRTOS API 函数，那么该中断的硬件优先级必须 ≤ FreeRTOS 配置的最高可管理中断优先级（即数值上 ≥ configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY），否则会导致系统崩溃或数据损坏。

#define configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY         15       /* 中断最低优先级 */
#define configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY    5        /* FreeRTOS可管理的最高中断优先级 */
...
#define configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY    (configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY << (8-configPRIO_BITS))

2）详细描述：

因为：

FreeRTOS 内核中维护了很多共享数据结构，比如：

任务就绪列表
队列缓冲区
信号量状态

如果一个任务正在修改这些数据（比如把任务从就绪列表移到阻塞列表），此时突然被一个中断打断，而这个中断又调用了 FreeRTOS API（比如发送队列），就会 同时修改同一块数据 ，导致数据错乱、系统崩溃。

所以：

FreeRTOS 就搞了个 临界区，用于屏蔽中断。在这个临界区内执行一段不能被打断的关键代码；退出临界区之后，中断就不会被屏蔽了。

在 Cortex-M 内核中有一个叫 BASEPRI 的特殊寄存器来设置这个临界区的中断屏蔽范围，其作用是：屏蔽所有优先级数值 ≥ BASEPRI 数值的中断（假设 BASEPRI=5 ，那么优先级为 0~4 的中断不会被屏蔽，优先级为 5~15 的中断会被屏蔽）。

BASEPRI 的值在 FreeRTOS 中，就是靠 configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 这个宏定义设置的，这个宏是一个配置项，表示 “FreeRTOS可管理的最高中断优先级” 。

最终结论就是：

如果某个中断服务程序 ISR 中如果需要调用 freeRTOS 中（有关 FromISR ）的 API 函数，那么它的中断优先级就不能高于 FreeRTOS 所管理的最高优先级，即数值上要 ≥ configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 。
如果某个中断服务程序 ISR 中不需要调用相关的 API 函数，也不和 FreeRTOS 内核交互，那么其中断优先级就可大可小 。

图解：

正常运行│├─ 设置了高优先级中断（优先级=2） → 可随时打断（但不能调用FreeRTOS API！）│└─ 任务执行，进入临界区 portENTER_CRITICAL()↓↓设置 BASEPRI = 5│├─ 优先级属于 0~4 的中断 → 仍可打断（因其不碰FreeRTOS，所以是安全的）│└─ 优先级属于 5~15 的中断 → 被屏蔽！（包括会调API的UART、TIMER等）↓↓执行关键代码（如修改任务列表）↓↓portEXIT_CRITICAL() → 退出临界区，恢复 BASEPRI↓↓被屏蔽的中断现在可以响应了