freertos內(nèi)核 任務(wù)定義與切換 原理分析

• • 主程序
  • 任務(wù)控制塊
  • 任務(wù)創(chuàng)建函數(shù)
  • 任務(wù)棧初始化
  • 就緒列表
  • 調(diào)度器
  • 總結(jié)任務(wù)切換

主程序

這個(gè)程序目的就是，使用freertos讓兩個(gè)任務(wù)不斷切換。看兩個(gè)任務(wù)中變量的變化情況(波形)。

下面這個(gè)圖是任務(wù)函數(shù)里面delay(100)的結(jié)果。

下面這個(gè)圖是任務(wù)函數(shù)里面delay(2)的結(jié)果.

多任務(wù)系統(tǒng)，CPU好像在同時(shí)做兩件事，也就是說(shuō)，最好預(yù)期就是，兩變量的波形應(yīng)該是完全相同的。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)，delay減少了，他們兩變量波形中間間距仍然沒(méi)有減少，說(shuō)明這個(gè)實(shí)驗(yàn)只是一個(gè)入門(mén)，遠(yuǎn)沒(méi)達(dá)到RTOS的效能。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，就是具有任務(wù)主動(dòng)切換能力，這是如何實(shí)現(xiàn)的呢，值得研究。

下面兩個(gè)圖，直觀顯示了程序的主動(dòng)切換。觀察CurrentTCB這個(gè)參數(shù)，可以發(fā)現(xiàn)它是一直變動(dòng)的。

它究竟為什么變動(dòng)呢，采用逐步debug的方式，可找到，是因?yàn)檎{(diào)用了一個(gè)SwitchContext函數(shù)。

那么先看一下main里面都有啥：

從下面可知，這里面有任務(wù)棧、任務(wù)控制塊、有任務(wù)函數(shù)、還得創(chuàng)建任務(wù)。有就緒列表、有調(diào)度器。

任務(wù)棧：

#define TASK1_STACK_SIZE 20 StackType_t Task1Stack[TASK1_STACK_SIZE]; #define TASK2_STACK_SIZE 20 StackType_t Task2Stack[TASK2_STACK_SIZE];

任務(wù)函數(shù)(任務(wù)入口)：

void Task1_Entry( void *p_arg ) {for( ;; ){flag1 = 1;delay( 100 ); flag1 = 0;delay( 100 );/* 任務(wù)切換，這里是手動(dòng)切換 */taskYIELD();} } void Task2_Entry( void *p_arg ) {for( ;; ){flag2 = 1;delay( 100 ); flag2 = 0;delay( 100 );/* 任務(wù)切換，這里是手動(dòng)切換 */taskYIELD();} }

任務(wù)控制塊：

TCB_t Task1TCB; TCB_t Task2TCB;

就緒列表初始化：

prvInitialiseTaskLists();

創(chuàng)建任務(wù)：

typedef void * TaskHandle_t; TaskHandle_t Task1_Handle; Task1_Handle = xTaskCreateStatic( (TaskFunction_t)Task1_Entry, /* 任務(wù)入口 */(char *)"Task1", /* 任務(wù)名稱，字符串形式 */(uint32_t)TASK1_STACK_SIZE , /* 任務(wù)棧大小，單位為字 */(void *) NULL, /* 任務(wù)形參 */(StackType_t *)Task1Stack, /* 任務(wù)棧起始地址 */(TCB_t *)&Task1TCB ); /* 任務(wù)控制塊 */

任務(wù)添加到就緒列表：

vListInsertEnd( &( pxReadyTasksLists[1] ), &( ((TCB_t *)(&Task1TCB))->xStateListItem ) );

啟動(dòng)調(diào)度器：

vTaskStartScheduler();

任務(wù)控制塊

多任務(wù)系統(tǒng)，任務(wù)執(zhí)行由系統(tǒng)調(diào)度。任務(wù)的信息很多，于是就用任務(wù)控制塊表示任務(wù)，這樣方便系統(tǒng)調(diào)度。

任務(wù)控制塊類型，包含了任務(wù)的所有信息，比如棧頂指針pxTopOfStack、任務(wù)節(jié)點(diǎn)xStateListItem、任務(wù)棧起始地址pxStack、任務(wù)名稱pcTaskName。

typedef struct tskTaskControlBlock {volatile StackType_t *pxTopOfStack; /* 棧頂 */ListItem_t xStateListItem; /* 任務(wù)節(jié)點(diǎn) */StackType_t *pxStack; /* 任務(wù)棧起始地址 *//* 任務(wù)名稱，字符串形式 */char pcTaskName[ configMAX_TASK_NAME_LEN ]; } tskTCB; typedef tskTCB TCB_t;

任務(wù)創(chuàng)建函數(shù)

main里面調(diào)用xTaskCreateStatic創(chuàng)建了任務(wù)，觀察可知這個(gè)函數(shù)其實(shí)改變的是Task1TCB任務(wù)控制塊，這個(gè)任務(wù)控制塊誕生之初，就沒(méi)有進(jìn)行過(guò)初始化。調(diào)用任務(wù)創(chuàng)建函數(shù)目的就是初始化任務(wù)控制塊。

Task1_Handle = xTaskCreateStatic( (TaskFunction_t)Task1_Entry, /* 任務(wù)入口 */(char *)"Task1", /* 任務(wù)名稱，字符串形式 */(uint32_t)TASK1_STACK_SIZE , /* 任務(wù)棧大小，單位為字 */(void *) NULL, /* 任務(wù)形參 */(StackType_t *)Task1Stack, /* 任務(wù)棧起始地址 */(TCB_t *)&Task1TCB ); /* 任務(wù)控制塊 */

直觀表述這個(gè)函數(shù)內(nèi)部：

任務(wù)控制塊里面的任務(wù)節(jié)點(diǎn)：下面代碼是初始化過(guò)程，其實(shí)就是進(jìn)行鏈表的普通節(jié)點(diǎn)初始化。

/* 初始化TCB中的xStateListItem節(jié)點(diǎn) */vListInitialiseItem( &( pxNewTCB->xStateListItem ) );/* 設(shè)置xStateListItem節(jié)點(diǎn)的擁有者 */listSET_LIST_ITEM_OWNER( &( pxNewTCB->xStateListItem ), pxNewTCB );

這個(gè)任務(wù)入口體現(xiàn)在哪呢，其實(shí)是體現(xiàn)在任務(wù)棧里面。在main.c里面初始化任務(wù)棧，僅僅開(kāi)辟了一段內(nèi)存空間，里面放什么東西都沒(méi)有具體說(shuō)明。調(diào)用任務(wù)創(chuàng)建函數(shù)之后，其實(shí)也一并初始化了任務(wù)棧(往里面放東西)，任務(wù)入口就放到這個(gè)棧里了。任務(wù)棧也初始化完的時(shí)候，任務(wù)控制塊才算圓滿的初始化完了。

所以任務(wù)創(chuàng)建函數(shù)里面還得調(diào)用任務(wù)棧初始化函數(shù)。

任務(wù)棧初始化

初始化任務(wù)棧的函數(shù)代碼在下面：

StackType_t *pxPortInitialiseStack( StackType_t *pxTopOfStack, TaskFunction_t pxCode, void *pvParameters ) {/* 異常發(fā)生時(shí)，自動(dòng)加載到CPU寄存器的內(nèi)容 */pxTopOfStack--;*pxTopOfStack = portINITIAL_XPSR; /* xPSR的bit24必須置1 */pxTopOfStack--;*pxTopOfStack = ( ( StackType_t ) pxCode ) & portSTART_ADDRESS_MASK; /* PC，即任務(wù)入口函數(shù) */pxTopOfStack--;*pxTopOfStack = ( StackType_t ) prvTaskExitError; /* LR，函數(shù)返回地址 */pxTopOfStack -= 5; /* R12, R3, R2 and R1 默認(rèn)初始化為0 */*pxTopOfStack = ( StackType_t ) pvParameters; /* R0，任務(wù)形參 *//* 異常發(fā)生時(shí)，手動(dòng)加載到CPU寄存器的內(nèi)容 */ pxTopOfStack -= 8; /* R11, R10, R9, R8, R7, R6, R5 and R4默認(rèn)初始化為0 *//* 返回棧頂指針，此時(shí)pxTopOfStack指向空閑棧 */return pxTopOfStack; } static void prvTaskExitError( void ) {/* 函數(shù)停止在這里 */for(;;); }

棧頂指針就是pxTopOfStack。pxStack是一個(gè)指針指向任務(wù)棧起始地址，ulStackDepth是任務(wù)棧大小。下面是獲取棧頂指針的代碼。棧是后進(jìn)先出，先進(jìn)去的后出。其實(shí)也就是，先進(jìn)棧的被壓到最底下去了(下標(biāo)最靠后)。所以，如果棧里面什么都沒(méi)有，棧頂?shù)奈恢玫迷谧詈竺?也就是地址最高的哪個(gè)位置)。

/* 獲取棧頂?shù)刂?*/ pxTopOfStack = pxNewTCB->pxStack + ( ulStackDepth - ( uint32_t ) 1 );

下面兩個(gè)圖表述的都是一個(gè)意思，只不過(guò)右邊的可能好懂點(diǎn)(先進(jìn)棧的被壓到最底下去了)。

初始化任務(wù)棧的函數(shù)運(yùn)行完，棧就發(fā)生了變化，里面有內(nèi)容了，如下圖所示。可以看到任務(wù)入口地址存進(jìn)去了，任務(wù)形參也存進(jìn)去了。

#define portINITIAL_XPSR ( 0x01000000 )

至此，通過(guò)任務(wù)創(chuàng)建函數(shù)，已經(jīng)圓滿的初始好了任務(wù)控制塊，同時(shí)填充了任務(wù)棧，任務(wù)棧聯(lián)系了任務(wù)入口地址(任務(wù)的函數(shù)實(shí)體)。任務(wù)控制塊成員變量里面有棧頂指針，聯(lián)系了任務(wù)棧。那么，任務(wù)的棧、任務(wù)的函數(shù)實(shí)體、任務(wù)的控制塊通過(guò)任務(wù)創(chuàng)建函數(shù)就聯(lián)系起來(lái)了。

這里面插一句：任務(wù)棧一個(gè)元素占四個(gè)字節(jié)！上面那個(gè)圖，如果r0地址是0x40，那么pxTopOfStack地址就是0x20(因?yàn)?x40-0x20=32)，32÷4=8，也就是說(shuō)八個(gè)元素。

#define portSTACK_TYPE uint32_t typedef portSTACK_TYPE StackType_t; StackType_t Task1Stack[TASK1_STACK_SIZE];uint32_t u：代表 unsigned 即無(wú)符號(hào)，即定義的變量不能為負(fù)數(shù)； int：代表類型為 int 整形； 32：代表四個(gè)字節(jié)，即為 int 類型； _t：代表用 typedef 定義的； 整體代表：用 typedef 定義的無(wú)符號(hào) int 型宏定義； 位(bit)：每一位只有兩種狀態(tài)0或1。計(jì)算機(jī)能表示的最小數(shù)據(jù)單位。 字節(jié)(Byte)：8位二進(jìn)制數(shù)為一個(gè)字節(jié)。計(jì)算機(jī)基本存儲(chǔ)單元內(nèi)容用字節(jié)表示。

就緒列表

下面是main里面就緒列表的定義、初始化，添加任務(wù)到就緒列表。

首先緒列表的定義，簡(jiǎn)而言之，就緒列表是一個(gè)List_t類型的數(shù)組(其實(shí)數(shù)組中每個(gè)元素就相當(dāng)于根節(jié)點(diǎn))，數(shù)組下標(biāo)對(duì)應(yīng)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)。

#define configMAX_PRIORITIES /* 任務(wù)就緒列表 */ List_t pxReadyTasksLists[ configMAX_PRIORITIES ]; /* 初始化與任務(wù)相關(guān)的列表，如就緒列表 */ prvInitialiseTaskLists(); /* 將任務(wù)添加到就緒列表 */ vListInsertEnd( &( pxReadyTasksLists[1] ), &( ((TCB_t *)(&Task1TCB))->xStateListItem ) ); /* 將任務(wù)添加到就緒列表 */ vListInsertEnd( &( pxReadyTasksLists[2] ), &( ((TCB_t *)(&Task2TCB))->xStateListItem ) );

就緒列表初始化函數(shù)如下，簡(jiǎn)而言之，就是對(duì)List_t類型的數(shù)組里面每個(gè)元素進(jìn)行初始化(根節(jié)點(diǎn)初始化)。

/* 初始化任務(wù)相關(guān)的列表 */ void prvInitialiseTaskLists( void ) {UBaseType_t uxPriority;for( uxPriority = ( UBaseType_t ) 0U; uxPriority < ( UBaseType_t ) configMAX_PRIORITIES; uxPriority++ ){vListInitialise( &( pxReadyTasksLists[ uxPriority ] ) );} }

添加任務(wù)到就緒列表的函數(shù)是vListInsertEnd，這個(gè)在之前雙向循環(huán)鏈表說(shuō)過(guò)，其實(shí)就是把普通節(jié)點(diǎn)插到根節(jié)點(diǎn)后。

就緒列表在不同任務(wù)之間建立一種聯(lián)系，圖示如下。

調(diào)度器

啟動(dòng)調(diào)度器，是用了一個(gè)SVC中斷。

從下面代碼可以看出，pxCurrentTCB指向的是Task1TCB(任務(wù)控制塊)的地址。

typedef struct tskTaskControlBlock {volatile StackType_t *pxTopOfStack; /* 棧頂 */ListItem_t xStateListItem; /* 任務(wù)節(jié)點(diǎn) */StackType_t *pxStack; /* 任務(wù)棧起始地址 *//* 任務(wù)名稱，字符串形式 */char pcTaskName[ configMAX_TASK_NAME_LEN ]; } tskTCB; typedef tskTCB TCB_t;//void vTaskStartScheduler( void )函數(shù)里 pxCurrentTCB = &Task1TCB;

下面這個(gè)svc的中斷函數(shù)，里面第一步就是把任務(wù)棧的棧頂指針給r0寄存器。

可以認(rèn)為：r0=pxTopOfStack(任務(wù)棧的棧頂指針的地址)。

//__asm void vPortSVCHandler( void )函數(shù)里 ldr r3, =pxCurrentTCB //加載pxCurrentTCB的地址到r3 ldr r1, [r3] //把r3指向的內(nèi)容給r1，內(nèi)容就是Task1TCB的地址 ldr r0, [r1] //把r1指向的內(nèi)容給r0，內(nèi)容就是Task1TCB的地址里面的第一個(gè)內(nèi)容，也就是pxTopOfStack

接下來(lái)：以r0(任務(wù)棧的棧頂指針的地址)為基地址，將任務(wù)棧里面向上增長(zhǎng)的8字節(jié)內(nèi)容加載到CPU寄存器r4-r11。

ldmia r0!, {r4-r11}

然后將r0存到psp里。

msr psp, r0

下面這個(gè)代碼，目的是改EXC_RETURN值為0xFFFFFFD，這樣的話中斷返回就進(jìn)入線程模式，使用線程堆棧(sp=psp)。

orr r14, #0xd

看下面這個(gè)圖，異常返回時(shí)，出棧用的是PSP指針。PSP指針把任務(wù)棧里面剩余的內(nèi)容(沒(méi)有讀到寄存器里的內(nèi)容)全部給弄出去(自動(dòng)將棧中的剩余內(nèi)容加載到cpu寄存器)。那么任務(wù)函數(shù)的地址就給到了PC，程序就跳到任務(wù)函數(shù)的地方繼續(xù)運(yùn)行。

圖1如下：注意，動(dòng)的是psp，pxTopOfStack是不動(dòng)的。

下面是實(shí)驗(yàn)證明上面關(guān)于psp指針運(yùn)動(dòng)描述的正確性：

r0一開(kāi)始存的就是pxTopOfStack的值(任務(wù)棧的棧頂指針的地址)

接下來(lái)把運(yùn)動(dòng)過(guò)的r0給psp，此時(shí)的psp位置就在圖1psp2那個(gè)地方。

下圖這個(gè)psp地址仍然是0x40。

程序運(yùn)行完bx r14，就跑到任務(wù)函數(shù)里面了，此時(shí)的psp=0x60，位置就在圖1的psp3。

現(xiàn)在程序跑到任務(wù)函數(shù)里面去了，任務(wù)函數(shù)里面調(diào)了taskYIELD()函數(shù)，目的就是觸發(fā)PendSV中斷(優(yōu)先級(jí)最低，沒(méi)有其他中斷運(yùn)行時(shí)才響應(yīng))。下面這個(gè)圖是進(jìn)到PendSV中斷服務(wù)函數(shù)之前的寄存器組狀態(tài)。

下面這個(gè)圖是進(jìn)到PendSV中斷服務(wù)函數(shù)時(shí)的寄存器組狀態(tài)。可以觀察psp，從0x60變成了0x40。

現(xiàn)在psp的位置就可以知道了，如下圖所示。這是因?yàn)?#xff0c;進(jìn)到xPortPendSVHandler函數(shù)之后，上個(gè)任務(wù)運(yùn)行的環(huán)境將會(huì)自動(dòng)存儲(chǔ)到任務(wù)的棧中，同時(shí)psp自動(dòng)更新。

下面這個(gè)代碼，把psp的值存到r0里面。

//__asm void xPortPendSVHandler( void )函數(shù) mrs r0, psp //void vTaskStartScheduler( void )函數(shù)里 pxCurrentTCB = &Task1TCB;/*pxCurrentTCB有一個(gè)地址，這個(gè)地址里面的內(nèi)容是當(dāng)前任務(wù)的地址*//*當(dāng)前任務(wù)地址的第一個(gè)內(nèi)容就是當(dāng)前任務(wù)的棧頂指針*///__asm void xPortPendSVHandler( void )函數(shù)里 ldr r3, =pxCurrentTCB /* 加載pxCurrentTCB的地址到r3 */ ldr r2, [r3] /* 把r3指向的內(nèi)容給r2，內(nèi)容就是Task1TCB(當(dāng)前任務(wù))的地址*//*[r2]是當(dāng)前任務(wù)棧的棧頂指針*/ stmdb r0!, {r4-r11} /* 將CPU寄存器r4~r11的值存儲(chǔ)到r0指向的地址 */ str r0, [r2] /* 把r0的地址給當(dāng)前任務(wù)棧的棧頂指針 */

經(jīng)過(guò)上面這個(gè)代碼，現(xiàn)在r0的位置如下。psp在上面這個(gè)過(guò)程是沒(méi)變化的，變的只有r0。

對(duì)照著下面這個(gè)圖，更清晰點(diǎn)。r2存的是當(dāng)前任務(wù)的地址。r0存的是棧頂指針的地址。

下面對(duì)r3進(jìn)行說(shuō)明：r3=0x2000000C，這個(gè)地址里面存的第一個(gè)內(nèi)容是當(dāng)前任務(wù)塊的地址0x20000068如下圖所示。

下面對(duì)當(dāng)前任務(wù)塊的地址進(jìn)行說(shuō)明：當(dāng)前任務(wù)塊的地址0x20000068里面存的第一個(gè)內(nèi)容就是棧頂指針的地址。

下面對(duì)棧頂指針的地址進(jìn)行說(shuō)明：棧頂指針地址里面內(nèi)容剛好就是當(dāng)前任務(wù)的任務(wù)棧。

可以對(duì)比下圖，觀察當(dāng)前任務(wù)棧里面的內(nèi)容，與此同時(shí)內(nèi)容也對(duì)應(yīng)了地址，地址就可以通過(guò)上圖推出，比如，0x20000060地址里面存的就是0x10000000。

下面這個(gè)代碼：目的是將r3和r14臨時(shí)壓入主棧(MSP指向的棧)，因?yàn)榻酉聛?lái)需要調(diào)用任務(wù)切換函數(shù)，調(diào)用函數(shù)時(shí)，返回地址自動(dòng)保存到r14里面。r3的內(nèi)容是當(dāng)前任務(wù)塊的地址(ldr r3, =pxCurrentTCB)，調(diào)用函數(shù)后，pxCurrentTCB會(huì)被更新。

stmdb sp!, {r3, r14}

執(zhí)行代碼之前，MSP指向0x20000058這個(gè)地址。

執(zhí)行代碼之后，MSP指向的地址少了8個(gè)字節(jié)，與此同時(shí)r3和r14存到了MSP指向的地址里面。

msp指向的棧里面的具體信息其實(shí)可以反推出來(lái)，如下綠字：

下面這個(gè)代碼：basepri是中斷屏蔽寄存器，下面這個(gè)設(shè)置，優(yōu)先級(jí)大于等于11的中斷都將被屏蔽。相當(dāng)于關(guān)中斷進(jìn)入臨界段。

mov r0, #configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY msr basepri, r0 /* #define configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 191 /* 高四位有效，即等于0xb0，或者是11 */ 191轉(zhuǎn)成二進(jìn)制就是11000000，高四位就是1100 */

下面這個(gè)代碼：調(diào)用了函數(shù)vTaskSwitchContext，這個(gè)函數(shù)目的是選擇優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)，然后更新pxCurrentTCB。目前這里面使用的是手動(dòng)切換。

bl vTaskSwitchContext void vTaskSwitchContext( void ) { /* 兩個(gè)任務(wù)輪流切換 */if( pxCurrentTCB == &Task1TCB ){pxCurrentTCB = &Task2TCB;}else{pxCurrentTCB = &Task1TCB;} }

現(xiàn)在說(shuō)明一下調(diào)用這個(gè)函數(shù)產(chǎn)生什么后果：

從下圖可知，此時(shí)r3=0x2000000C，這個(gè)地址里面的的內(nèi)容就是當(dāng)前任務(wù)塊的地址。

進(jìn)行到下面這一步，當(dāng)前任務(wù)塊的地址變了，與此同時(shí)，0x2000000C地址里面的的內(nèi)容也變了。也就是說(shuō)，走出調(diào)用函數(shù)之后，通過(guò)r3就能找到變化后新的任務(wù)地址了。

那么此時(shí)豁然開(kāi)朗，為什么調(diào)用函數(shù)前要把r3入棧呢，看下圖正中間上方的匯編代碼，這個(gè)c語(yǔ)言背后的匯編代碼是調(diào)用寄存器r0、r1存一些中間變量，為了防止運(yùn)行函數(shù)時(shí)往r3寄存器里面存中間變量，才把r3入棧保護(hù)起來(lái)。想一下，如果往r3寄存器里面存中間變量，那么0x2000000C地址就不存到r3寄存器里了，那也無(wú)法通過(guò)r3找到變化后新的任務(wù)地址了。

下面這個(gè)代碼：優(yōu)先級(jí)高于0的中斷被屏蔽，相當(dāng)于是開(kāi)中斷退出臨界段。

mov r0, #0 /* 退出臨界段 */ msr basepri, r0

下面這個(gè)代碼恢復(fù)r3和r14

ldmia sp!, {r3, r14} /* 恢復(fù)r3和r14 */

如下圖，r3和r14被恢復(fù)，而且MSP從0x20000550變成了0x20000558。

這里面有個(gè)細(xì)節(jié)，MSP變動(dòng)之后，MSP指向的棧前面的數(shù)(存的r3和r14)卻被留了下來(lái)。這讓人不禁思考出棧究竟是什么意思，這里不就只是動(dòng)了MSP指針嗎。

此時(shí)觀察psp地址里面的內(nèi)容，可發(fā)現(xiàn)，還是之前的那個(gè)任務(wù)棧。看了出棧和c語(yǔ)言里面實(shí)體的出(c語(yǔ)言里面出棧后，出去的內(nèi)容就不在棧里面了)還不太一樣，這個(gè)出棧，動(dòng)的是指針，內(nèi)容還在棧里面。

下面這個(gè)代碼，進(jìn)行完，r0里面存的是當(dāng)前任務(wù)棧的棧頂指針的地址。

ldr r1, [r3] ldr r0, [r1] /* 當(dāng)前激活的任務(wù)TCB第一項(xiàng)保存了任務(wù)堆棧的棧頂,現(xiàn)在棧頂值存入R0*/

下面是當(dāng)前的任務(wù)棧里面的內(nèi)容。

ldmia r0!, {r4-r11} /* 出棧 */

這個(gè)時(shí)候r0位置變到了0x200000c0。

然后下面把r0給了psp。記得吧，之前psp指向的可是0x20000040，也就是上一個(gè)任務(wù)的任務(wù)棧，這里面切到了另一個(gè)任務(wù)的任務(wù)棧里面了。也就是psp指向0x200000c0。

msr psp, r0

下面這個(gè)代碼運(yùn)行完效果如下圖。

bx r14

仔細(xì)觀察，異常退出時(shí)，會(huì)以psp作為基地址，將任務(wù)棧里面剩下的內(nèi)容自動(dòng)加載到CPU寄存器。然后PC指針就拿到了任務(wù)棧里面的任務(wù)函數(shù)地址，然后就跳到任務(wù)函數(shù)里了。至此，切換完成。

最后，觀察一下psp：由下面兩張圖，就明白了，psp出棧是什么意思。

下面是返回Thread Mode后(進(jìn)入到了任務(wù)函數(shù)里面)psp的指向。

下圖是沒(méi)有返回到Thread Mode時(shí)psp的指向。

總結(jié)任務(wù)切換

總結(jié)一下核心思路：

1.首先是這張圖，在任務(wù)函數(shù)里面，處于Thread Mode狀態(tài)（為什么呢，因?yàn)閎x r14 指令，里面r14的值設(shè)置的是0xFFFFFFFD），然后通過(guò)任務(wù)函數(shù)里面的taskYIELD()函數(shù)，進(jìn)入Handler Mode狀態(tài)，里面進(jìn)行了任務(wù)切換操作，就是說(shuō)，psp指向的任務(wù)棧切換了(所以一會(huì)pc指向的任務(wù)函數(shù)也改了)，然后結(jié)束異常的時(shí)候，psp出棧，pc現(xiàn)在指向的是切換后的任務(wù)函數(shù)地址，于是就又跳到另一個(gè)任務(wù)函數(shù)里。

2.要明白切到任務(wù)函數(shù)里面的原理

之前創(chuàng)建任務(wù)時(shí)，已經(jīng)把任務(wù)函數(shù)保存在了任務(wù)棧內(nèi)。

出棧的話，psp指向的棧里面剩下的東西，會(huì)加載到寄存器里面，如下圖所示：那么任務(wù)函數(shù)地址就給到pc指針了，那么異常返回之后，程序就跳到任務(wù)函數(shù)的地方繼續(xù)運(yùn)行，那么就切到任務(wù)函數(shù)里了。

總結(jié)

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