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1 任務(wù)切換的基礎(chǔ)：模擬任務(wù)切換時(shí)寄存器的保存與恢復(fù)

需求說明：使用PendSVC觸發(fā)異常，在異常處理函數(shù)中，保存R4-R11寄存器到緩沖區(qū)，再恢復(fù)R4-R11寄存器，以模擬任務(wù)切換時(shí)的寄存器保存與恢復(fù)。

文件組織結(jié)構(gòu)如下圖：

main.c：

#define NVIC_INT_CTRL 0xE000ED04 // 中斷控制及狀態(tài)寄存器 #define NVIC_PENDSVSET 0x10000000 // 觸發(fā)軟件中斷的值 #define NVIC_SYSPRI2 0xE000ED22 // 系統(tǒng)優(yōu)先級(jí)寄存器 #define NVIC_PENDSV_PRI 0x000000FF // 配置優(yōu)先級(jí)#define MEM32(addr) *(volatile unsigned long *)(addr) #define MEM8(addr) *(volatile unsigned char *)(addr)void triggerPendSVC (void) {MEM8(NVIC_SYSPRI2) = NVIC_PENDSV_PRI; // 向NVIC_SYSPRI2寫NVIC_PENDSV_PRI，設(shè)置其為最低優(yōu)先級(jí)MEM32(NVIC_INT_CTRL) = NVIC_PENDSVSET; // 向NVIC_INT_CTRL寫NVIC_PENDSVSET，用于PendSV }typedef struct _BlockType_t {unsigned long * stackPtr; }BlockType_t;BlockType_t * blockPtr;void delay (int count) {while (--count > 0); }int flag;unsigned long stackBuffer[1024]; BlockType_t block;int main () {block.stackPtr = &stackBuffer[1024];blockPtr = █for (;;) {flag = 0;delay(100);flag = 1;delay(100);triggerPendSVC();}return 0; }

switch.c:

__asm void PendSV_Handler () {// blockPtr在main.c中定義，定義為：BlockType_t * blockPtr。// 在匯編代碼中，如要引用C中的符號(hào)，必 須先用IMPORT導(dǎo)入。有些類似于在C語(yǔ)言中的externIMPORT blockPtr// 加載寄存器存儲(chǔ)地址// LDR R0, =blockPtr ; 將blockPtr變量的地址加載到R0中// LDR R0, [R0] ; 再?gòu)脑摰刂芳虞d32位數(shù)據(jù)值，也就是將blockPtr的值加載到R0中。在main()中，我們已經(jīng)設(shè)置：// BlockType_t block;// block.stackPtr = &stackBuffer[1024];// blockPtr = █// 所以，此時(shí)R0的值將會(huì)是block結(jié)構(gòu)的起始地址。// LDR R0, [R0] ; 再次加載32位數(shù)據(jù)，顯示此次就是從block結(jié)構(gòu)開始處加載32位值，根據(jù)block結(jié)構(gòu)的定義：// typedef struct _BlockType_t {// unsigned long * stackPtr;// }BlockType_t// 顯然，此時(shí)R0的值就是stackPtr的值，也就是&stackBuffer[1024];LDR R0, =blockPtrLDR R0, [R0]LDR R0, [R0]// 保存寄存器// 此時(shí)R0的值就是&stackBuffer[1024]。然后，將R4, R5, .. R11寫入到stackBuff緩沖區(qū)中，順序不重要，你只需知道其與下面LDMIA的加載次序正好相反即可。寫入前，以R0中地址為基準(zhǔn)，每寫入一個(gè)寄存器前，先對(duì)地址減去4，然后再寫入寄存器值。完成所有寫入之后，將最后的地址覆蓋到R0寄存器中STMDB R0!, {R4-R11}// 將最后的地址寫入到blockPtr中// LDR R1, =blockPtr ; 將blockPtr變量的地址加載到R1中// LDR R1, [R1] ; 再?gòu)脑摰刂芳虞d32位數(shù)據(jù)值，也就是將blockPtr的值加載到R1中。在main()中，我們已經(jīng)設(shè)置：// BlockType_t block;// block.stackPtr = &stackBuffer[1024];// blockPtr = █// 所以，此時(shí)R1的值將會(huì)是block結(jié)構(gòu)的起始地址。// STR R0, [R1] ; 將前面執(zhí)行STM執(zhí)行后，R0的值也就是最后寫入的地址寫入R1中地址指向的位置。// typedef struct _BlockType_t {// unsigned long * stackPtr;// }BlockType_t// 顯然，此時(shí)R1的值就是block結(jié)構(gòu)的地址，也就是向?qū)0的值寫入到stackPtr。最終實(shí)現(xiàn)將最后的寫stackBuff的 地址保存到block.stackPtrLDR R1, =blockPtrLDR R1, [R1]STR R0, [R1]// 修改部分寄存器，用于測(cè)試// 測(cè)試代碼。用于檢查前面的保存(STMDB)，以及后面的恢復(fù)(LDMIA)是否正確。如果保存和恢復(fù)正確，那么執(zhí)行LDMIA后，R4,R5的值應(yīng)為恢復(fù)之前的值。// 如果需要，可在此添加對(duì)其它寄存器的修改測(cè)試代碼。ADD R4, R4, #1ADD R5, R5, #1// 恢復(fù)寄存器// 與STMDB正好相反，從R0地址對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元中讀取多個(gè)32位的單元，恢復(fù)到R4~R11寄存器。// 注意到，此時(shí)，R0為之前向存儲(chǔ)單元寫R4~R11的最后單元的地址，所以此時(shí)可以正確恢復(fù)。// 具體執(zhí)行時(shí)，首先從當(dāng)前地址對(duì)應(yīng)的單元處加載數(shù)據(jù)恢復(fù)到寄存器，再將地址+4，如此反復(fù)，直到所有寄存器恢復(fù)完畢。LDMIA R0!, {R4-R11}// 異常返回// 異常返回指令，不同于從函數(shù)調(diào)用。此時(shí)LR的值不是函數(shù)的返回地址，而是一串特定的值，如0xFFFF_FFFxBX LR }

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參考資料：

【李述銅】從0到1自己動(dòng)手寫嵌入式操作系統(tǒng)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的任务切换的基础：模拟任务切换时寄存器的保存与恢复的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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