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嵌入式学习笔记-freeRTOS taskENTER_CRITICAL（_FROM_ISR）跟taskEXIT_CRITICAL（_FROM_ISR）函数解析

article 2025/8/20 10:12:58

一函数taskENTER_CRITICAL，taskEXIT_CRITICAL

函数taskENTER_CRITICAL最终实现如下：

第①处按照系统设定的configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY值对中断进行屏蔽

第②处调用一次自增一次

第③处检查中断状态寄存器位，如果有任何中断位置1，说明是在中断中，那么报错，因为此函数不允许中断中使用。

taskEXIT_CRITICAL函数最终实现如下：

第①处如果前面有过一次以上调用taskENTER_CRITICAL，那么仍然禁止中断configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY值以上的中断都不能开启，直到最后一次退出才真正退出，这个意思就是从第一次调用taskENTER_CRITICAL的范围内的代码都不能被中断打扰。

第② 处直接将basepri寄存器写0开启所有中断，taskEXIT_CRITICAL函数没有参数带入，只要调用它就是开启所有中断。

二 taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR，taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR

1）taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR函数最终实现：

第①②处，将BASEPRI赋值之前先将其值取出来，之后返回

第③处，向BASEPRI寄存器赋新值，

注：BASEPRI是arm的一个寄存器，可以设置一个数值，向寄存器BASEPRI写入某数值时大于等于此数值的中断都会被屏蔽。

2） taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR(xReturn)实现

此函数是带参数的，并不是像taskEXIT_CRITICAL一样直接将0赋值给BASEPRI，而这个参数就是

taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR的返回值。

3）这样做有什么作用呢？

直接用实例解释比较容易理解：

// 嵌套中断示例
void Nested_ISR(void) {
BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;
BaseType_t xSavedInterruptStatus1, xSavedInterruptStatus2;

// 第一层临界区保护
xSavedInterruptStatus1 = taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR();

/* 执行第一层临界区代码 */

// 第二层临界区保护（嵌套）
xSavedInterruptStatus2 = taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR();

/* 执行第二层临界区代码 */

// 按相反顺序退出临界区
taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR(xSavedInterruptStatus2);

taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR(xSavedInterruptStatus1);

portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken);
}

假设系统设置configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY为11

第一次调用前basepri寄存器应该为0，所以xSavedInterruptStatus1=0，调用之后basepri寄存器为11，（如果当前中断优先级为11以上，那么11~15的中断都不能响应，如果当前中断优先级位11以下比如9，那么9以上都不能响应）。

第二次调用前basepri寄存器应该为11，所以xSavedInterruptStatus2=11，调用之后basepri寄存器为11，（如果当前中断优先级为11以上，那么11~15的中断都不能响应，如果当前中断优先级位11以下比如9，那么9以上都不能响应）。

第一次返回时因为xSavedInterruptStatus2=11，basepri寄存器应该为11，0~11都能执行，12~15都不能执行，此时如果使用不带ISR的临界屏蔽taskEXIT_CRITICAL()返回，那么0~15都能执行，违背初衷。

第二次返回时因为xSavedInterruptStatus2=0，basepri寄存器应该为0，优先级0~15都能执行。

题外话：

也许中断使用带ISR的屏蔽也许还有一个作用，就是跟任务分开，

因为任务中使用临界段仅仅可能只是想能够屏蔽其他任务的干扰，因为其他任务切换依靠最低优先级pendSV切换, 设定一个屏蔽值，可能不想屏蔽高优先级的中断。

而中断使用临界段的意图是屏蔽更高优先级的中断，起码要比当前中断的优先级要高一级（自然比任务的优先级也要高），如果同样使用 taskEXIT_CRITICAL（），一是起不到作用起不到想要的效果（屏蔽更高优先级的中断），二是起不到嵌套分层的作用，所以两者不能使用相同的屏蔽方式？

总之freeRTOS的任务跟中断是分离的两套系统，一个是任务级临界段代码保护，通过嵌套计数实现，一个是中断级代码临界段保护，通过保存和恢复寄存器BASEPRI的数值实现嵌套使用，最好是互不干扰。

可以这样理解：把任务级taskENTER_CRITICAL当成屏蔽所有中断理解，那么中断中不想屏蔽所有中断，中断中中断，那么就必须设置成可嵌套的，可嵌套的就必须带返回。所以taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR就是为了可嵌套。

以下来自deepseek的回答有点乱感觉不对稍微参考：

FreeRTOS中断中不能使用taskENTER_CRITICAL()的主要原因如下：

‌嵌套机制冲突‌
taskENTER_CRITICAL()通过递归计数管理临界区嵌套，但中断服务程序（ISR）可能被更高优先级中断打断，导致嵌套计数不一致，从而引发中断状态恢复错误。
‌中断上下文特殊性‌
中断中直接关闭所有中断（如taskENTER_CRITICAL()的操作）会破坏实时性，可能导致高优先级中断无法及时响应。FreeRTOS为此专门提供taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR()，仅屏蔽特定优先级的中断而非全部。
‌优先级管理差异‌
taskENTER_CRITICAL()通过操作BASEPRI寄存器屏蔽低于某优先级的中断，而中断服务程序本身可能已处于高优先级上下文，直接调用会导致不可预测的行为。
‌任务调度限制‌
中断中若使用任务级临界区保护，可能因调度器状态不一致引发任务切换异常，甚至

死锁。