跟着野火从零开始手搓FreeRTOS（4）临界段的概念及应用

最新推荐文章于 2025-04-15 04:00:00 发布

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#单片机 #嵌入式硬件

本文详细解释了在FreeRTOS中如何使用CPS指令管理和控制中断，以保护临界段，包括关中断、开中断函数，以及进入和退出临界段的宏及其嵌套处理。特别强调了中断保护版本和非保护版本的区别。

临界段

临界段就是一段在执行的时候不能被中断的代码段。在FreeRTOS最常用的情况是对全局变量的操作。

基本上只有和系统调度，外部中断能打断临界段。在FreeRTOS中，系统调度也就是 PendSV 中断，所以对临界段的保护还是在于对中断的开和关的控制。中断被关闭之后，临界段就无法响应中断，从而做到保护临界段。

Cortex-M 内核专门设置了一条 CPS 指令来实现快速开关中断，PRIMASK 和 FAULTMAST 是 Cortex-M 内核里面三个中断屏蔽寄存器中的两个，还有一个是 BASEPRI。用法如下。

CPSID I ; PRIMASK=1;    关中断
CPSIE I ; PRIMASK=0;    开中断
CPSID F ; FAULTMASK=1;  关异常
CPSIE F ; FAULTMASK=0;  开异常

通过对这三个寄存器的操作，使内核能够实现中断的开关。

关中断

关中断的函数在 portmacro.h 中定义，分不带返回值和带返回值两种。

下面是不带返回值的。

/* 不带返回值的关中断函数 */
#define portDISABLE_INTERRUPTS()				vPortRaiseBASEPRI()

static portFORCE_INLINE void vPortRaiseBASEPRI( void )
{
uint32_t ulNewBASEPRI = configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY;

	__asm
	{
		/* Set BASEPRI to the max syscall priority to effect a critical
		section. */
		msr basepri, ulNewBASEPRI    //值为11，大于11的一律不能响应
		dsb
		isb
	}
}

因为不带返回值，即返回值为空，因此不能嵌套。

configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 是一个在