我参加了一个关于 FreeRtos 和 Cortex M 的讲座，讲师建议如果 ISR 不使用 ISR 安全版本的 API，它可能会导致 Cortex M 处理器中的使用错误异常。这会发生因为这可能涉及从中断上下文（中断处理程序）到任务上下文（线程处理程序） 我的问题是为什么这个任务切换会被认为是非法的，这样的切换会产生什么影响？
【问题讨论】：
标签： arm rtos freertos cortex-m
在 Cortex-M（某些）上，当前上下文将存储在中断之前使用的堆栈中（在中断进入时），因此如果您在执行任务并且它被中断，则将存储一些当前上下文在任务堆栈上（通过 PSP）。中断本身总是在 MSP 上运行。如果中断没有返回到它中断的任务，那么被中断的任务将有一个混乱的堆栈（因为它在退出时恢复存储的上下文）以及试图为切换到的任务恢复一个不正确的上下文。
在上下文切换（发生在中断中）时，一些上下文会自动存储在任务堆栈中，但操作系统也会将其余上下文存储在任务堆栈中。当它进行切换并退出中断时，操作系统会恢复它自己为任务存储的上下文，然后通过退出中断自动恢复上下文的其余部分。这是有效的，因为它确保堆栈以正确的格式保留。查看 Cortex-M4 通用用户指南中的中断进入/退出。
并非所有处理器都这样工作。
【讨论】：
这个答案是通用的，不是 FreeRTOS 也不是 Cortex-M 特定的 - 它适用于任何平台上的任何典型 RTOS：
导致调度程序运行的 RTOS API 调用不能从中断服务例程中调用。例如，如果您提供一个信号量，通常调度程序会运行以切换到该信号量上挂起的任何任务；这在中断上下文退出时调度程序必须运行一次的 ISR 中是不合适的；显然，您不希望在中断完成之前进行上下文切换，并且可能存在其他 API 调用或更高优先级中断的抢占，从而导致不同的任务变得可运行；仅在上下文切换发生时进行一次评估可以保持确定性行为。
ISR 特定版本的函数不会立即调用调度程序；相反，他们设置了一个标志来指示调度程序必须在退出中断上下文时运行。
通常，进行 RTOS API 调用的 ISR 必须有 prologue 和 epilogue；特定的进入/退出中断调用或宏。这个序言增加了一个在结尾处递减的计数器；如果计数器为零并且设置了调度标志，调度程序将运行。计数器是为了防止调度程序在退出嵌套中断时运行。这可确保调度程序仅在从最低优先级挂起中断退出时运行一次。
是否或为什么会发生“uasge 错误”是 FreeRTOS 特定的实现细节，主要是学术性的。 RTOS 同样可以在 ISR 中捕获非 ISR 安全调用的使用并运行更具体的错误处理程序，如果它不费心这样做，那么由此产生的行为可能会触发使用错误；这似乎是一种有点粗糙的依赖机制； 使用错误是一个非常广泛的陷阱，可能由于多种原因而发生：
使用错误：检测到未定义指令的执行，未对齐 加载/存储多个内存访问。启用时，除以零 和其他未对齐的内存访问也会被检测到。
一些 RTOS 没有特定于 ISR 的功能，而是导致调度的 API 调用在内部检测 ISR 上下文并在该上下文中表现不同 - 这对程序员来说更简单、更安全，但需要少量开销来测试上下文每一个这样的电话。在内部处理 ISR 安全性的 API 还意味着调用本身可能进行 OS API 调用的函数更简单，因为这些函数本身不需要特定于 ISR。
【讨论】：