前言

  • uCOS-II 是比较经典的一个RTOS，最近在研究 uCOS-II的移植，接触了较多的ARM 汇编

任务切换

  • 任务切换的实质：
  • 每个任务都有自己【独立】的栈空间
  • 每个任务都有自己【独立】的任务控制块（OS_TCB）对象
  • 任务切换时，当前的任务【被切换任务】，保存CPU的所有寄存器到【自己的】栈空间中，【压栈进去】
  • CPU SP 改为【即将切换任务】的栈顶指针 ： 即 新任务的任务控制块对象 OS_TCB 中的OSTCBStkPtr
  • 【弹栈操作】，这里前提是【即将切换任务】运行过，保存了上一次【被切换时】的一套【CPU的寄存器】
  • CPU 更改了所有寄存器，就等于【换了工作环境】，接着运行就运行了【新任务】。

打个不恰当的比方

  • 你写个一篇文章，然后保存，接着去写第二篇
  • 你想接着第一篇文章写，就保存当前的文章（第二篇），打开已经写过的【第一篇】文章，接着写。
  • 你想再写第二篇时，又保存第一篇文章，在打开第二篇文章
  • 这个过程就是【保存当】【恢复】的切换过程

PendSV

  • RTOS 一般在 PendSV 的中断处理中实现了任务切换，这个PendSV 设计的相当的巧妙，可以软件的方式触发中断，并且这个中断可以被【悬起】，非常时候任务的切换
  • 任务的保存 : 获取当前 PSP，压栈 ​​R4~R11 R14​​寄存器，这里因为是在 PendSV中断里，所以​​R1~R3、R12、R13、R15（PC）​​已经由CPU自动压栈了
MRS     R0, PSP  ; PSP is process stack pointer
    STMFD   R0!, {R4-R11, R14}  ; Save remaining regs r4-11, R14 on process stack
  • 任务的【恢复】，通过【弹栈】的方式，把压在【即将切换线程】的SP 拿到，然后弹出到所有寄存器，R1~R15
LDR     R0,  [R2]  ; R0 is new process SP; SP = OSTCBHighRdy->OSTCBStkPtr;
    LDMFD   R0!, {R4-R11, R14}    ; Restore r4-11, R14 from new process stack
  • 这里的 寄存器 R2 保存的是 【即将切换任务】任务控制块对象OSTCBStkPtr，这个指针，就是这个【即将切换任务】上次保存的任务栈【SP】

小结

  • 了解任务切换：CPU寄存器保存与恢复的实质
  • 先了解了切换的流程，再弄懂各个注意的【细节】