2020年04月01日 | FreeRTOS+STM32F103中断中发送任务通知单片机死机问题

最近在调试FreeRTOS系统遇到了一个比较奇怪的问题，在STM32F103最小系统上调试任务通知模拟事件标志组功能时，中断一触发，单片机就会死机。通过查询方式发送任务通知没任何问题，一旦用按键触发外部中断，在中断中发送任务通知时，单片机就死机。在编译时程序无任何报错。

相关代码如下：

#include "sys.h"

#include "delay.h"

#include "usart.h"

#include "led.h"

#include "key.h"

#include "exti.h"

#include "FreeRTOS.h"

#include "task.h"

#include "timers.h"

TaskHandle_t EventGroupHandler; //事件标志组句柄

#define EVENTBIT_0  (1<<0) //事件位

#define EVENTBIT_1  (1<<1)

#define EVENTBIT_2  (1<<2)

#define EVENTBIT_ALL  (EVENTBIT_0|EVENTBIT_1|EVENTBIT_2)

void start_task(void *pvParameters);

void eventSetBit_task(void *pvParameters);

void eventGroup_task(void *pvParameters);

void eventQuery_task(void *pvParameters);

int main(void)

{

    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//设置系统中断优先级分组4

    delay_init();     //延时函数初始化

    uart_init(115200); //初始化串口

    LED_Init();   //初始化LED

    KEY_Init();

    IO_Exti_Init();

    //创建开始任务

    xTaskCreate(start_task, //任务函数的指针

                "start_task", //任务的文本名字，只会在调试中用到

                100, //栈深度

                NULL, //没有任务参数

                1, //任务优先级

                NULL //不会用到任务句柄

               );

    vTaskStartScheduler();          //开启任务调度

}

void start_task(void *pvParameters)

{

    taskENTER_CRITICAL();

    xTaskCreate(eventSetBit_task, "eventSetBit_task", 100, NULL, 2, NULL); //创建设置事件位任务

    xTaskCreate(eventGroup_task, "eventGroup_task", 100, NULL, 3, &EventGroupHandler); //创建事件标志组处理任务

    vTaskDelete(NULL);

    taskEXIT_CRITICAL();

}

//设置事件位任务

void eventSetBit_task(void *pvParameters)

{

    u8 key = 0;

    u8 i = 0;

    while(1)

    {

        if(EventGroupHandler != NULL)

        {

            key = KEY_Scan( 0 );

            switch( key )

            {

            case 1:

                xTaskNotify(EventGroupHandler, EVENTBIT_1, eSetBits);

                break;

            case 2:

                xTaskNotify(EventGroupHandler, EVENTBIT_2, eSetBits);

                break;

            }

        }

        i++;

        if(i > 50)

        {

            i = 0;

            LED1 = !LED1;

        }

        vTaskDelay(10);

    }

}

//事件标志组处理任务

void eventGroup_task(void *pvParameters)

{

    u8 num = 0;

    BaseType_t err;

    uint32_t NotifyValue;

    static u8 event0flag, event1flag, event2flag;

    while(1)

    {

        if(EventGroupHandler != NULL)

        {

            err = xTaskNotifyWait((uint32_t   )0x00, //进入函数不清除bit

                                  (uint32_t   )0xFFFFFFFF, //退出函数清除所有bit

                                  (uint32_t*  )&NotifyValue, //存储任务通知值

                                  (TickType_t )portMAX_DELAY); //阻塞时间

            if(err == pdPASS)

            {

                if((NotifyValue & EVENTBIT_0) != 0)

                {

                    event0flag = 1;

                    printf("事件0发生rn");

                }

                if((NotifyValue & EVENTBIT_1) != 0)

                {

                    event1flag = 1;

                    printf("事件1发生rn");

                }

                if((NotifyValue & EVENTBIT_2) != 0)

                {

                    event2flag = 1;

                    printf("事件2发生rn");

                }

                if(event0flag && event1flag && event2flag)

                {

                    printf("所有事件都发生了rn");

event0flag = 0;

event1flag = 0;

event2flag = 0;

                }

            }

            else

            {

                printf("任务获取失败rn");

            }

        }

        else

        {

            vTaskDelay(10);

        }

    }

}

中断部分代码如下：

#include "exti.h"

#include "key.h"

#include "led.h"

#include "delay.h"

#include "FreeRTOS.h"

#include "task.h"

#define EVENTBIT_0  (1<<0)

extern TaskHandle_t EventGroupHandler;

void IO_Exti_Init(void)

{

    EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    KEY_Init();

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

    GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource0);

    EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;

    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;

    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;

    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;

    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x05; //抢占优先级6

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x00;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

void EXTI0_IRQHandler(void)

{

  BaseType_t  xHigherPriorityTaskWoken;

    delay_xms(20);

    if(KEY == 1)

    {

        xTaskNotifyFromISR((TaskHandle_t )EventGroupHandler, //任务句柄

                           (uint32_t )EVENTBIT_0, //要更新的位

                           (eNotifyAction )eSetBits, //按位更新

                           (BaseType_t* )xHigherPriorityTaskWoken);

        portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken);

    }

    EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);

}

通过单步调试后发现代码一执行到

xTaskNotifyFromISR((TaskHandle_t )EventGroupHandler, //任务句柄

                           (uint32_t )EVENTBIT_0, //要更新的位

                           (eNotifyAction )eSetBits, //按位更新

                           (BaseType_t* )xHigherPriorityTaskWoken);

这块时单片机就会死机，也就是在中断中一发送任务通知，程序出现了异常，通过对比原子的代码和PDF上的说明没发现这段代码有什么问题，对比FreeRTOS的配置文件也没有发现有什么问题，网上搜索了一下，也没找到有效的解决办法，最后没办法了只能把中断函数中的代码一行一行屏蔽找原因，后来发现将 BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken; 这个变量的定义放到中断外部时，代码就可以正常运行，难道是在中断执行的时候，内部变量xHigherPriorityTaskWoken存储地址被覆盖了？于是将这个变量在中断函数内部声明为静态变量，代码也可以正常运行。

这说明了xHigherPriorityTaskWoken这个变量的确是在中断函数运行过程中存储的数据丢失了，导致任务通知的返回值存储失效，代码出现了异常。

通过观察FreeRTOS中调试的其他项目代码，这个变量一般都是在函数内部定义的，在中断中也是在函数内部定义的，代码都可以正常运行。唯独在使用发送任务通知xTaskNotifyFromISR（）这个功能时，出现了这样情况。不知道是代码其他地方有问题，还是这时FreeRTOS本身的BUG。

不过程序死机的问题暂时只能这样解决了。

修改后的代码如下：

BaseType_t  xHigherPriorityTaskWoken; //必须定义在中断外面，如果定义在中断代码内，程序会死机

void EXTI0_IRQHandler(void)

{

  //static BaseType_t  xHigherPriorityTaskWoken; //如果要定义在函数内部时，这个变量必须声明为静态变量，否则程序会死机

    delay_xms(20);

    if(KEY == 1)

    {

        xTaskNotifyFromISR((TaskHandle_t )EventGroupHandler, //任务句柄

                           (uint32_t )EVENTBIT_0, //要更新的位

                           (eNotifyAction )eSetBits, //按位更新

                           (BaseType_t* )xHigherPriorityTaskWoken);