45、Arm Cortex-M 处理器操作系统支持特性解析

Arm Cortex-M 处理器操作系统支持特性解析

1. SVC 服务特性

使用 SVC 服务时，应用代码只需知晓 SVC 编号以及参数和返回结果（即函数原型），无需了解 SVC 服务的地址。这使得应用代码和操作系统可以分开链接，能作为独立项目创建。

2. PendSV 特性

PendSV 特性允许软件触发异常服务，与 IRQ 类似，它是异步的，可延迟处理。在嵌入式操作系统或实时操作系统中，可利用 PendSV 异常来延迟处理任务。与 IRQ 不同，PendSV 的异常编号和控制寄存器位是相同的，所有 Arm Cortex - M 处理器都能使用相同的 PendSV 控制代码，无需定制即可在所有基于 Cortex - M 的系统上运行嵌入式操作系统或实时操作系统。

在实时操作系统环境中，PendSV 通常被配置为最低中断优先级。操作系统内核代码在高优先级的处理模式下执行，可使用 PendSV 安排一些操作系统操作在稍后执行。这样，在没有其他异常处理程序运行时，这些延迟的操作系统操作可以在最低异常优先级下执行，其中之一就是操作系统上下文切换，这是多任务系统的重要组成部分。

2.1 上下文切换基本概念

在简单的操作系统设计中，执行时间被划分为多个时间片。对于有两个任务的系统，操作系统可能会交替执行这些任务，例如使用 SysTick 定时器生成周期性异常来触发上下文切换。但在实际的操作系统环境中，上下文切换不一定在每个操作系统节拍时发生。除了 SysTick 异常，处于异常状态运行的操作系统内核代码还可能通过操作系统服务调用中的 SVC 触发。例如，当执行线程等待事件而无法继续时，可以调用操作系统的“yield”服务