FreeRtos学习笔记-上下文切换
发布网友
发布时间：2024-09-28 01:49
共1个回答
热心网友
时间：2024-09-28 19:21
代码的组成，全局来看分为数据段和代码段，代码段如何访问并执行，数据如何被指令寻址并读写？PC寄存器描述了代码在存储器上的位置，CPU加载PC指向的代码运行，修改PC值为正确位置即可。数据分为局部数据和全局数据，CPU操作均在寄存器中，寄存器数量有限，操作前需保存值到栈上，操作完成后恢复。栈存储位置通过SP寄存器描述，PC+RA指令位置，SP局部数据栈，Other寄存器记录数据，构成程序正常运转能力。以ARM-R系列芯片为例，全局寄存器组成如下：
如何实现任务切换？系统中有两个任务运行，每个任务有一套R0-R15和CPSR寄存器副本，切换到自己的时，切换器将该任务的寄存器副本设置到R0-R15和CPSR中，CPU到当前PC地址运行。切换顺序如何考虑？先切换PC值，CPU会到PC所在位置运行，可能不知道当前任务正确寄存器值。因此，在正确顺序是最后切换PC，先修改其他寄存器。总结，任务定义一个存储区域存放寄存器，任务切换器实现保持和恢复。
注意，寄存器CPSR设置只能在非USER模式下进行，通常在可以操作CPSR内容模式下进行，FreeRtos选择在SYS模式下进行。
任务切换时机：Linux系统下，任务切换可以为内核主动调用schedule，放弃当前CPU，或在定时器中断中，任务时间片用完触发调用。FreeRtos使用这两种方法。FreeRtos的任务切换在FreeRTOS_IRQ_Handler/FreeRTOS_SWI_Handler中实现，前者是中断中完成，后者在SWI异常中完成。
SWI方式：主动发起方式，选择SYS_MODE统一处理，因为SYSmode下，寄存器和User mode寄存器一样，方便保存和恢复，且权限处于特权模式下，可以设置CPSR寄存器。
定时器中断方式：看时间片的中断处理函数即可。进行任务切换时，都标记xSwitchRequired = pdTRUE。该符号在后续中断处理函数中会检查，发现为True，则进行上下文切换。
选择下一个任务是调度算法要做的事情，FreeRtos使用优先级算法，高优先级优先于低优先级任务，同优先级任务基于时间片轮转。
引用：
[1] freertos.org/fr-content...
[2] arm r serial programmer guide
