ucosII任务切换是怎样实现的

UC/OS-II学习笔记之——任务切换是怎样实现的问题是，

o Uc/OS-II如何切换任务？通过任务调度器OS_Sched()，那么谁在调用这个函数？

o CPU在这里肯定有作用，因为任务切换必然涉及到CPU寄存器的入栈和出栈，

那么这一块工作是如何完成的？

书上讲：为了做到任务切换，运行OS_TASK_SW()，人为模仿一次中断。中断服务子程序或陷阱处理（trap hardler），也称作事故处理（exception handler），必须给汇编语言函数OSCtxSw()提供中断向量[1.92]。

那么，“人为模仿一次中断”是什么意思？

是指：OS_TASK_SW()触发了一个中断，由中断完成了任务切换？

阅读源代码，查找答案……

#define OS_TASK_SW()OSCtxSw()//这是一个宏调用，定义在os_cpu.h，Os_cpu_a.asm中定义了OSCtxSw

NVIC_INT_CTRL EQU0xE000ED04

NVIC_PENDSVSET EQU0x10000000

;******************************************************************************

;PERFORM A CONTEXT SWITCH(From task level)

;void OSCtxSw(void)

;

;Note(s):1)OSCtxSw()is called when OS wants to perform a task context switch.This function

;triggers the PendSV exception which is where the real work is done.

;******************************************************************************

OSCtxSw

LDR R0,=NVIC_INT_CTRL;Trigger the PendSV exception(causes context switch) LDR R1,=NVIC_PENDSVSET

STR R1,[R0]

BX LR

注释说明该段汇编代码触发了一个PendSV的异常。

在《cortex-M3权威指南》中搜索关键词“PendSV”，可悬挂请求pend able request，在《2.9中断和异常》表7.1“系统异常清单”所列举的异常类型中，定义PendSV为“为系统设备而设的可悬挂请求”[2.109]

（中断优先级PendSV>SysTick>外部中断）

那么，这个PendSV异常的作用到底是什么？

PendSV典型使用场合是上下文切换（任务间切换）。上下文被触发的条件是：[2.125] o系统滴答定时器(SYSTICK)中断（轮转调度中需要）

o执行一个系统调用(TASK level code)

个中事件的流水账记录如下：

(1)任务A呼叫SVC来请求任务切换（例如，等待某些工作完成）

(2)OS接收到请求，做好上下文切换的准备，并且悬起一个PendSV异常。

(3)当CPU退出SVC后，它立即进入PendSV，从而执行上下文切换。

(4)当PendSV执行完毕后，将返回到任务B，同时进入线程模式。

(5)发生了一个中断，并且中断服务程序开始执行

(6)在ISR执行过程中，发生SysTick异常，并且抢占了该ISR。

(7)OS执行必要的操作，然后悬起PendSV异常以作好上下文切换的准备。

(当SysTick退出后，回到先前被抢占的ISR中，ISR继续执行

(9)ISR执行完毕并退出后，PendSV服务例程开始执行，并且在里面执行上下文切换

(10)当PendSV执行完毕后，回到任务A，同时系统再次进入线程模式

中断正在执行，禁止上下文切换。否则中断被延时，而延时时间不可预知——这是实时系统不能容忍的。

早期解决办法，无中断执行时，才执行上下文切换（切换期间无法响应中断）。弊端在于任务切换可能被拖延的很久。[2.126]

PendSv可以解决这个问题，OS会悬起一个PendSv，PendSv异常处理函数处理上下文切换请求——

(1).如果还有未处理完的ISR（图7.17后半段SysTick触发了上下文切换），PendSv被悬起，延迟上下文切换请求，直到处理完ISR后才执行上下文切换；

(2).如果没有任何ISR（图7.17前半段），则立刻调用PendSV异常处理函数完成上下文切换。

需要把PendSv编程为最低优先级的异常。也就是说，PendSv可以像普通中断一样被悬起，OS可以利用它缓期执行一个异常（PendSV）——在其它重要任务完成之后才执行动作（上下文切换）。

悬挂PendSv的方法是：往NVIC的PendSv悬起寄存器中写1。悬起后，如果优先级不够高，则将缓期执行。ICSR（Interrupt Control and State Register0xE000ED04）[bit28]

具体的程序调试：

执行系统函数（悬起PendSV异常的手段之一）OSTimeDlyHMSM()，调用OSTimeDly()，调用task scheduler OS_Sched()，终于执行这个宏调用，调用执行OSCtxSw()，（go to definition of OSCtxSw却不能跳转到汇编代码！），汇编代码把1写入中断控制及状态寄存器寄存器ICSR[bit28]从而悬起一个PendSV异常，这是上图7.17中的步骤2，

Void OS_Sched(void)//任务调度器

{

关中断;

if(没有中断&&没有关调度器)

OS_TASK_SW();//在这里悬起PendSV异常，开中断前先在PendSV Handler设置断点开中断;

}

执行完开中断语句后，程序立刻跳到PendSV异常处理函数PendSV Handler（在此处），这个跳转是如何完成的？具体的入栈、出栈涉及到CPU的哪些寄存器，操作是如何完成的?

执行完PendSV Handler后跳转到空闲任务，实现了任务切换：