[Bug] rt_schedule中断屏蔽范围没有包括获取的curr_thread,导致调度异常

[wdfk-prog]

RT-Thread Version

5.1.0~master

Hardware Type/Architectures

ARM M4/STM32

Develop Toolchain

GCC

Describe the bug

复现方式

1. 实现一个延时函数，使用 nop 指令进行延时。用于插入rt_schedule函数的curr_thread获取到禁用中断之间插入.

   • 更好的将中断触发插入到rt_schedule函数的curr_thread获取到禁用中断之间.

   /**
   * @brief  使用 nop 指令进行延时
   * @param  nop_counts: 需要执行的 nop 指令数量
   * @note   这是一个忙等待延时，会独占 CPU。
   *         延时时间取决于 CPU 主频和编译器的优化行为。
   *         主要用于需要精确指令周期的短延时场景。
   */
   void delay_nops(volatile uint32_t nop_counts)
   {
       while(nop_counts--)
       {
           __asm__ volatile ("nop");
       }
   }

2. rt_schedule函数中插入delay_nops,模拟将中断触发插入到rt_schedule函数的curr_thread获取到禁用中断之间.

   volatile uint32_t ti = 1;
   /**
   * @brief Perform thread scheduling once. Select the highest priority thread and switch to it.
   *
   * @details This function:
   *   - Disables interrupts to prevent preemption during scheduling
   *   - Checks if scheduler is enabled (lock_nest == 0)
   *   - Gets the highest priority ready thread
   *   - Determines if current thread should continue running or be preempted
   *   - Performs context switch if needed:
   *     * From current thread to new thread (normal case)
   *     * Handles special cases like interrupt context switches
   *   - Manages thread states (READY/RUNNING) and priority queues
   *   - Handles thread yield flags and signal processing
   */
   void rt_schedule(void)
   {
       rt_base_t level;
       struct rt_thread *to_thread;
       struct rt_thread *from_thread;
       /* using local variable to avoid unecessary function call */
       struct rt_thread *curr_thread = rt_thread_self();
       /* 修改开始部分 */
       extern void delay_nops(volatile uint32_t nop_counts);
       delay_nops(ti);
       //使用如下判断来识别是否已经异常
       if(curr_thread != rt_thread_self())
       {
           while (1);
       }
       /* 修改结束部分 */
       /* disable interrupt */
       level = rt_hw_interrupt_disable();
       //后续相同.....
   }

3. 开启系统软件定时器线程与CAN驱动

   • (can实现与文档例程一致既可)
   • 主要是需要线程阻塞等待唤醒,中断里执行唤醒操作,调用rt_schedule.
   • 即线程中使用(rt_sem_take(&rx_sem, RT_WAITING_FOREVER);)
   • 中断里使用 rt_sem_release(&rx_sem);
   • 并且需要开启两个来模拟

4. 接入仿真器,执行debug,模拟中断触发在rt_schedule函数的curr_thread获取到禁用中断之间.

   1. 执行完rtt初始化进入main函数后
   2. 添加触发点rt_sem_release(&_soft_timer_sem);

3. 等待debeug暂停,暂停后,设置全局变量`ti`为10000(更好触发中断在`rt_schedule`函数的`curr_thread`获取到禁用中断之间).
4. 在`delay_nops(ti);`加入断点

5. 运行程序到`delay_nops(ti);`断点处,debug暂停
6. 使用can分析仪触发can接收中断
7. 运行程序,已经进入while(1)

5. rtconfig.h配置如下

#define RT_NAME_MAX 18
#define RT_CPUS_NR 1
#define RT_ALIGN_SIZE 8
#define RT_THREAD_PRIORITY_32
#define RT_THREAD_PRIORITY_MAX 32
#define RT_TICK_PER_SECOND 1000
#define RT_USING_OVERFLOW_CHECK
#define RT_USING_HOOK
#define RT_HOOK_USING_FUNC_PTR
#define RT_USING_IDLE_HOOK
#define RT_IDLE_HOOK_LIST_SIZE 4
#define IDLE_THREAD_STACK_SIZE 256
#define RT_USING_TIMER_SOFT
#define RT_TIMER_THREAD_PRIO 4
#define RT_TIMER_THREAD_STACK_SIZE 512
#define RT_USING_CPU_USAGE_TRACER

#define RT_USING_CAN
#define RT_CAN_USING_HDR
#define RT_CANMSG_BOX_SZ 16
#define RT_CANSND_BOX_NUM 3
#define RT_CANSND_MSG_TIMEOUT 100

使用环境

1. rtt studio
2. gcc编译器
3. master主线代码
4. stm32f407vg, 主频168mhz

总结

• struct rt_thread *curr_thread = rt_thread_self();这个需要在中断屏蔽的范围内获取,否则会出现异常
• 异常情况与中断插入有关.
• 需要一次执行调度的时候,插入了中断在在rt_schedule函数的curr_thread获取到禁用中断之间.并且这次调度要产生执行线程切换的逻辑,将当前current线程进行修改
• 当中断执行完毕后再来执行原先的调度逻辑就会产生问题.
• 问题只是获取的current线程与死机不符.会不会实际造成影响也是概率性问题.
• 中断要恰好在在rt_schedule函数的curr_thread获取到禁用中断之间触发,也是个概率性问题.只有高频率的触发中断长时间挂测才能不在debug中产生

Other additional context

No response

[wdfk-prog]

• 另外这里是否也需要中断屏蔽?
• 不加中断屏蔽可能会导致当前没有处理,而且延后到下次处理.例如systick 1ms一次触发的话,异常的定时器会延后1ms执行