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FreeRTOS学习 --- 任务切换

article 2025/2/4 2:18:05

任务切换的本质：就是CPU寄存器的切换。

假设当由任务A切换到任务B时，主要分为两步：

第一步：需暂停任务A的执行，并将此时任务A的寄存器保存到任务堆栈，这个过程叫做保存现场；

第二步：将任务B的各个寄存器值（被存于任务堆栈中）恢复到CPU寄存器中，这个过程叫做恢复现场；

对任务A保存现场，对任务B恢复现场，这个整体的过程称之为：上下文切换

注意：任务切换的过程在PendSV中断服务函数里边完成

PendSV中断是如何触发的？

1、滴答定时器中断触发PendSV中断

2、执行FreeRTOS提供的相关API函数：portYIELD()触发PendSV中断

本质：通过向中断控制和状态寄存器 ICSR 的bit28 写入 1 挂起 PendSV 来启动 PendSV 中断

上表摘取于《Cortex M3权威指南(中文)》第131页。

查找最高优先级任务

vTaskSwitchContext( ) /* 查找最高优先级任务 */

taskSELECT_HIGHEST_PRIORITY_TASK( ) /* 通过这个函数完成 */

 #define taskSELECT_HIGHEST_PRIORITY_TASK()                                               \
    {                                                                                     \
        UBaseType_t uxTopPriority;                                                        \
        portGET_HIGHEST_PRIORITY( uxTopPriority, uxTopReadyPriority );         			  \
        configASSERT( listCURRENT_LIST_LENGTH( &( pxReadyTasksLists[ uxTopPriority ] ) ) > 0 ); 	\
        listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY( pxCurrentTCB, &( pxReadyTasksLists[ uxTopPriority ] ) );   	\
    }

获取最高优先级任务的任务控制块

#define listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY( pxTCB, pxList )                             \
    {                                                       
        List_t * const pxConstList = ( pxList );                           		 \
        ( pxConstList )->pxIndex = ( pxConstList )->pxIndex->pxNext;             \
        if( ( void * ) ( pxConstList )->pxIndex == ( void * ) &( ( pxConstList )->xListEnd ) ) 			 \
        {                                                                                      							 \
            ( pxConstList )->pxIndex = ( pxConstList )->pxIndex->pxNext;                       			 \
        }                                                                                      							 \		
        ( pxTCB ) = ( pxConstList )->pxIndex->pvOwner;                                         			 	 \ 
    }

通过该函数获取当前最高优先级任务的任务控制块，同时同等优先级的任务会在一个时间片后进行切换，这就是时间片调度。