FreeRTOS中断嵌套问题

    任务优先级和中断优先级之间经常会出现混淆。中断优先级，即中断服务程序（ISR）相对于彼此执行的优先级。分配给任务的优先级与分配给中断的优先级没有任何关系。硬件决定ISR何时执行，而软件决定任务何时执行。响应硬件中断而执行的ISR将中断任务，但是任务无法抢占ISR。

      支持中断嵌套的端口需要在FreeRTOSConfig.h中定义下表中详细说明的一个或两个常量，configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY和configMAX_API_CALL_INTERRUPT_PRIORITY都定义相同的属性。较旧的FreeRTOS端口使用configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY，较新的FreeRTOS端口使用configMAX_API_CALL_INTERRUPT_PRIORITY。

常量	描述
configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY或configMAX_API_CALL_INTERRUPT_PRIORITY	设置最高的中断优先级，从中可以调用中断安全的FreeRTOS API函数。
configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY	设置滴答中断使用的中断优先级，并且必须始终将其设置为最低的中断优先级。   如果正在使用的FreeRTOS端口也未使用configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 常量，那么使用中断安全的FreeRTOS API函数的任何中断也必须以由定义的优先级执行 configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY。

每个中断源都有一个数字优先级和一个逻辑优先级：
    1. 数值优先级
    数字优先级只是分配给中断优先级的数字。例如，如果将中断的优先级分配为7，则其数字优先级为7。同样，如果将中断的优先级分配为200，则其数字优先级为200。
    2. 逻辑优先级
    中断的逻辑优先级描述了该中断相对于其他中断的优先级。

    如果两个优先级不同的中断同时发生，则处理器将为两个中断中优先级较高的中断执行ISR，然后再为两个中断中较低优先级的中断执行ISR。
    中断可以中断（嵌套）具有较低逻辑优先级的任何中断，但是中断不能中断（嵌套）具有相同或更高逻辑优先级的任何中断。
中断的数字优先级和逻辑优先级之间的关系取决于处理器体系结构。在某些处理器上，分配给中断的数字优先级越高，则中断的逻辑优先级越高；而在其他处理器体系结构上，分配给中断的数字优先级越高，则中断的逻辑优先级就越低。
通过将configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY设置为比configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY更高的逻辑中断优先级，可以创建完整的中断嵌套模型，下图显示该模型。

• 处理器具有七个独特的中断优先级

• 数值越大，其逻辑优先级越高

• configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY设置为1

• configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY设置为3

     1. 当内核或应用程序位于关键部分内时，将阻止执行使用优先级1至3（包括1和3）的中断。以这些优先级运行的ISR可以使用中断安全的FreeRTOS API函数。。

     2.使用优先级4或更高优先级的中断不受关键部分的影响，因此调度程序所做的任何事情都不会阻止这些中断立即执行-在硬件本身的限制内。以这些优先级执行的ISR不能使用任何FreeRTOS API函数。

     3.通常，要求非常严格的定时精度的功能（例如，电动机控制）将使用高于configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY的优先级，以确保调度程序不会在中断响应时间中引入抖动。

对于ARM Cortex-M  和ARM GIC 

      Cortex-M处理器上的中断配置令人困惑，并且容易出错。在开发过程中，可以通过FreeRTOS Cortex-M端口会自动检查中断配置，但前提是已定义configASSERT()。

       ARM Cortex内核和ARM通用中断控制器（GIC）使用低优先级数字表示逻辑上高优先级的中断。这似乎违反直觉，并且很容易忘记。如果希望将中断分配为逻辑低优先级，则必须为其分配较高的数值。如果希望将中断分配为逻辑高优先级，则必须为其分配较低的数值。
Cortex-M中断控制器最多允许使用八位来指定每个中断优先级，使255为最低可能的优先级。零是最高优先级。但是，Cortex-M微控制器通常仅实现八个可能位的子集。实际实现的位数取决于微控制器系列。

#define __NVIC_PRIO_BITS          2    /*!< Number of Bits used for Priority Levels   

当仅实现了八个可能位的子集时，仅可以使用字节的最高有效位，而使最低有效位未实现。未实现的位可以取任何值，但是将它们设置为1是正常的。下图显示了二进制文件101的优先级如何存储在实现四个优先级位的Cortex-M微控制器中。

在上图中，因为未实现最低有效的四位，所以二进制值101已移入最高有效的四位。未实现的位已设置为1。

1.有的库函数是在将优先级值上移至已实现（最高有效）位后指定优先级值。当使用这种功能时，可以将上图所示的优先级指定为十进制95。十进制95是二进制101向上移四以形成二进制101nnnn（其中“ n”是未实现的位），并且未实现的位设置为1制作二进制1011111。

2.有些库函数是在将优先级值上移到已实现（最高有效）位之前指定优先级值。当使用这种功能时，必须将上图所示的优先级指定为十进制5。十进制5是二进制101，无任何移位。

configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY和configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY必须以允许将它们直接写入Cortex-M寄存器的方式指定，以便在将优先级值上移至实现的位之后。configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY必须始终设置为最低的中断优先级。可以将未实现的优先级位设置为1，因此无论实际实现了多少个优先级位，常量都可以始终设置为255。

NOTE：Cortex-M中断的默认优先级为零，即最高优先级。Cortex-M硬件的实现不允许将configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY设置为0，因此使用FreeRTOS API的中断的优先级绝不能保持其默认值。