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有朋友问我，为什么有些 RTOS 支持中断嵌套， 有些 RTOS 不支持？

这个问题，我想了一下。先从中断来说吧，中断是什么。当CPU在做一件事情的时候，现在有另外一件事情插进来处理，CPU就中断了当前正在做的事情，执行完插入进来的事情后，继续中断之前的事情。中断这个东西是比较好理解的，就像咱在做家务，有个快递来敲门，听到声音后我去开门，收完快递，继续做家务。。

然而，中断本身不同于RTOS的任务调度，一个光秃秃的CPU，使用前后台系统，它也是支持中断的，不管有没有使用 RTOS 。可见，中断是硬件调度的，与软件关系不大。 既然中断是硬件调度的，那么嵌套中断呢？既然 CPU 已经支持了中断，支持嵌套中断的代价比支持中断的代价高多少呢？假设，CPU 当前正在执行A事务，B、C 两个中断依次到来，且B的优先级低，C的优先级高。

A->B->C->B->A

在A中断进入B时，CPU 需要判断A是否为中断，A 不是中断，CPU 保存A的断点信息，开始执行B；当C中断B时，B是中断，这时发生了中断嵌套。CPU 需要判断 C 的优先级别是否高于 B, 高于B才让中断，不然，随便来个中断, B都要让出CPU控制权，中断频繁点，那B就别执行了。所以，CPU必须判断嵌套中断与被嵌套中断之间的优先级。这时保存了B的断点信息，执行C；C执行完成后，恢复B的断点信息，B恢复执行，执行完成后，又恢复A的断点信息，执行A。

我们来看这个过程，发生中断时，CPU 需要：

1. 判断是否为嵌套中断，如果是，需要判断中断优先级别；中断优先级别低于被中断的优先级别，则不允许中断；
2. 如果允许中断，则需要保存断点信息；
3. 中断服务完成后，恢复断点信息。

其中，2、3两条，只要支持中断是必须要做的工作，对于不支持嵌套中断的CPU来说，第一条可以略去。现在CPU很少能找到不支持中断嵌套的。如果能找到，建议可以做一个展台，把这个东东放进去，做CPU的历史展览吧。:)，看来这个代价是很小的。

我们再仔细看看上面这三条，第一条是需要硬件支持的。2、3两条不同的处理器，有不同的做法。我们逐一来看：

ARM7、ARM9 代表的 CPU 是这样做的:
中断分两种，普通中断和快速中断，不同之处就是多了一些分组寄存器，少浪费保护恢复寄存器的时间。中断发生硬件只保存返回地址(lr)和程序状态字(cpsr)。用户需要自己保存被破坏的寄存器的值。中断退出时，用户需要恢复这些寄存器的值，而硬件会自动恢复(lr)、(cpsr)的值。仔细看这个过程，实际上是一个软件和硬件相结合的过程。

Cortex-M3 代表的 CPU 是这样做的：
中断分两种，普通中断和快速中断；但Cortex-M3 有一个中断管理器，发生中断时，硬件会把所有必要的信息全部保存，不需要用户代码操心。中断服务结束时，硬件也会自动恢复这些寄存器，用户也无需参与。这个过程是硬件全部自动完成的，所以cortex-m3中断的代码相对简洁很多。

这两种做法，基本上代表了 cpu 的大部分通行的做法。这里稍微提一下中断的另外一个特性：
Cortex-M3 还支持一个特性，如果有两个A、B中断优先级别相同，A正在执行，B发生中断，当A执行完毕后，立即执行B，并不恢复断点执行一条被中断代码，然后再执行B。这样做最直接的好处，对中断的响应就及时、快速，然而，如果中断过于频繁，直接的结果就是被中断的代码没有执行时间。很多CPU都是返回被中断的代码后，执行一条指令，再次进入中断。这种做法保证了再频繁的中断，被中断的代码都能有时间执行，但来回保存、恢复断点信息，使得CPU浪费大量的执行时间。所以，设计者要充分关注这些细节，才能设计出实时性优良的系统。

这两种做法都需要将信息保存在栈中，然后从栈里恢复信息。这有牵扯到另外一个问题，就是 CPU 要求 ISR 有独立的硬件栈，还是共享 RTOS 任务的栈。

• ISR 有独立的硬件栈 ，第一次中断时，RTOS 需要使用任务栈保存断点，发生嵌套时，isr 使用独立的硬件栈，而不使用任务的栈。
• ISR 共享 RTOS 任务的栈 ，这个情况就比较“杯具”了，一股脑的全部使用被中断的任务栈。我们想想，那一个任务栈要多开多大的内存，才能保证最大中断嵌套正常工作？您知道是哪一个任务会被中断 N 次吗？所以，所有的任务栈都必须足够大，以允许最深的嵌套。

从设计的角度来说，中断嵌套要求的设计难度较大，并且这部分全部是与处理器高度相关的，处理器与处理器之间很可能借鉴意义都没有……需要用户自己 Coding……听起来是个不好的消息，好在大部分 rtos 都给出移植的例子，可能有些例子不支持中断嵌套，并不意味着 rtos 真的不支持。

好，到这里我分析的差不多了，总结一下：

1.只有不支持中断嵌套的CPU，没有不支持中断嵌套的 RTOS。
2.如果 RTOS 不支持中断嵌套，请参考以下原因：
  2-1.为了节省宝贵的 RAM；
  2-2.基于实时性的设计要求(系统只有少数几个中断，不频繁，对任务切换的实时性要求高)；
  2-3.移植的童鞋可能水平不够或时间不够。

最后，如果您知道其他原因，欢迎联系我……

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