本文详细解释了FreeRTOS中的任务就绪列表结构、初始化过程、如何将任务添加到列表，以及调度器的工作原理，特别关注了任务切换机制，包括PendSV和SysTick的中断处理。
PS：这部分汇编太多，看不懂，就先直接搬野火的讲解了。原谅我，火哥。
就绪列表
定义就绪列表
任务创建好之后，我们需要把任务添加到就绪列表里面， 表示任务已经就绪，系统随时可以调度。 就绪列表在 task.c 中定义。
/* 任务就绪列表 */
List_t pxReadyTasksLists[ configMAX_PRIORITIES ];就绪列表实际上就是一个 List_t 类型的根节点数组，数组的大小由决定最大任务优先级的宏 configMAX_PRIORITIES 决定，其在FreeRTOSConfig.h 中默认定义为 5，最大支持 256 个优先级。 数组的下标对应了任务的优先级，同一优先级的任务统一插入到就绪列表的同一条链表中。
#define configMAX_PRIORITIES ( 5 )就绪列表初始化
就绪列表在使用前需要先初始化，在函数 prvInitialiseTaskLists()里面实现。
/* 初始化任务相关的列表 */
void prvInitialiseTaskLists( void )
{
UBaseType_t uxPriority;
for( uxPriority = ( UBaseType_t ) 0U; uxPriority < ( UBaseType_t ) configMAX_PRIORITIES; uxPriority++ )
{
vListInitialise( &( pxReadyTasksLists[ uxPriority ] ) );
}
}根据静态创建中定义的优先级和任务优先级，初始化就绪列表。
所以，就绪列表初始化本质上就是将根节点数组的每个根节点初始化。
将任务插入到就绪列表
任务控制块结构体里面有一个 xStateListItem 成员，数据类型为 ListItem_t，我们将任务插入到就绪列表里面，就是通过将任务控制块的 xStateListItem节点插入到就绪列表中来实现的。他们之间的关系类似于链表和节点。
接下来创建任务并将其插入就绪列表。
TaskHandle_t Task1_Handle;
TaskHandle_t Task2_Handle;
/* 初始化与任务相关的列表，如就绪列表 */
prvInitialiseTaskLists();
/* 创建任务 */
Task1_Handle = xTaskCreateStatic( (TaskFunction_t)Task1_Entry, /* 任务入口 */
(char *)"Task1", /* 任务名称，字符串形式 */
(uint32_t)TASK1_STACK_SIZE , /* 任务栈大小，单位为字 */
(void *) NULL, /* 任务形参 */
(StackType_t *)Task1Stack, /* 任务栈起始地址 */
(TCB_t *)&Task1TCB ); /* 任务控制块 */
/* 将任务添加到就绪列表 */
vListInsertEnd( &( pxReadyTasksLists[1] ), &( ((TCB_t *)(&Task1TCB))->xStateListItem ) );
Task2_Handle = xTaskCreateStatic( (TaskFunction_t)Task2_Entry, /* 任务入口 */
(char *)"Task2", /* 任务名称，字符串形式 */
(uint32_t)TASK2_STACK_SIZE , /* 任务栈大小，单位为字 */
(void *) NULL, /* 任务形参 */
(StackType_t *)Task2Stack, /* 任务栈起始地址 */
(TCB_t *)&Task2TCB ); /* 任务控制块 */
/* 将任务添加到就绪列表 */
vListInsertEnd( &( pxReadyTasksLists[2] ), &( ((TCB_t *)(&Task2TCB))->xStateListItem ) );就绪列表的下标对应的是任务的优先级。但是目前还不支持优先级，所以 Task1 和 Task2 任务在插入到就绪列表的时候，可以随便选择插入的位置。这里我们选择将 Task1 任务插入到就绪列表下标为 1 的链表中， Task2 任务插入到就绪列表下标为 2 的链表中。具体函数功能请参考链表部分，这里不做讲解。
任务添加部分的核心在于list.c中将节点插入到链表的尾部的部分函数。需要注意的是，有的定义需要声明才能使用，具体情况请参考野火提供的源码。
调度器
调度器是操作系统的核心，其主要功能就是实现任务的切换，即从就绪列表里面找到优先级最高的任务，然后执行该任务。调度器由几个全局变量和一些可以实现任务切换的函数组成，全部都在 task.c 文件中实现。
启动调度器
任务启动调度器vTaskStartScheduler()
调度器的启动由 vTaskStartScheduler()函数来完成。
TCB_t * volatile pxCurrentTCB = NULL;
extern TCB_t Task1TCB;
extern TCB_t Task2TCB;
void vTaskStartScheduler( void )
{
/* 手动指定第一个运行的任务 */
pxCurrentTCB = &Task1TCB;
/* 启动调度器 */
if( xPortStartScheduler() != pdFALSE )
{
/* 调度器启动成功，则不会返回，即不会来到这里 */
}
}pxCurrentTCB 是一个在 task.c 定义的全局指针，用于指向当前正在运行或者即将要运行的任务的任务控制块。 目前我们还不支持优先级，则手动指定第一个要运行的任务。
调用函数 xPortStartScheduler()启动调度器， 调度器启动成功， 则不会返回。
端启动调度器xPortStartScheduler()
xPortStartScheduler()函数在 port.c 中实现。
#define portNVIC_SYSPRI2_REG ( * ( ( volatile uint32_t * ) 0xe000ed20 ) )
#define portNVIC_PENDSV_PRI ( ( ( uint32_t ) configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY ) << 16UL )
#define portNVIC_SYSTICK_PRI ( ( ( uint32_t ) configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY ) << 24UL )
BaseType_t xPortStartScheduler( void )
{
/* 配置PendSV 和 SysTick 的中断优先级为最低 */
portNVIC_SYSPRI2_REG |= portNVIC_PENDSV_PRI;
portNVIC_SYSPRI2_REG |= portNVIC_SYSTICK_PRI;
/* 初始化SysTick */
vPortSetupTimerInterrupt();
/* 启动第一个任务，不再返回 */
prvStartFirstTask();
/* 不应该运行到这里 */
return 0;
}SysTick 和PendSV 都会涉及到系统调度，系统调度的优先级要低于系统的其它硬件中断优先级， 即优先相应系统中的外部硬件中断， 所以 SysTick 和 PendSV 的中断优先级配置为最低。
调用函数 prvStartFirstTask()启动第一个任务， 启动成功后， 则不再返回。
首个任务启动prvStartFirstTask()
PS：汇编这部分太麻烦，知道有这个东西就行，不用太细究，之后有机会再说。
函数由汇编编写， 在 port.c 实现。prvStartFirstTask()函数用于开始第一个任务，主要做了两个动作，一个是更新 MSP 的值，二是产生 SVC 系统调用，然后去到 SVC 的中断服务函数里面真正切换到第一个任务。
__asm void prvStartFirstTask( void )
{
PRESERVE8
/* 在Cortex-M中，0xE000ED08是SCB_VTOR这个寄存器的地址，
里面存放的是向量表的起始地址，即MSP的地址 */
ldr r0, =0xE000ED08
ldr r0, [r0]
ldr r0, [r0]
/* 设置主堆栈指针msp的值 */
msr msp, r0
/* 使能全局中断 */
cpsie i
cpsie f
dsb
isb
/* 调用SVC去启动第一个任务 */
svc 0
nop
nop
}因为需要SVC来调用中断，所以调用vPortSVCHandler（），还有psp指针。
SVC 中断要想被成功响应，其函数名必须与向量表注册的名称一致，在启动文件的向量表中， SVC 的中断服务函数注册的名称是 SVC_Handler， 所以 SVC 中断服务函数的名称我们应该写成 SVC_Handler， 但是在 FreeRTOS 中，官方版本写的是 vPortSVCHandler()，为了能够顺利的响应 SVC 中断，我们有两个选择，改中断向量表中 SVC 的注册的函数名称或者改 FreeRTOS 中 SVC 的中断服务名称。这里，我们采取第二种方法，即在FreeRTOSConfig.h 中添加添加宏定义的方法来修改，顺便把PendSV 和 SysTick 的中断服务函数名也改成与向量表的一致。
__asm void vPortSVCHandler( void )
{
extern pxCurrentTCB;
PRESERVE8
ldr r3, =pxCurrentTCB /* 加载pxCurrentTCB的地址到r3 */
ldr r1, [r3] /* 加载pxCurrentTCB到r1 */
ldr r0, [r1] /* 加载pxCurrentTCB指向的值到r0，目前r0的值等于第一个任务堆栈的栈顶 */
ldmia r0!, {r4-r11} /* 以r0为基地址，将栈里面的内容加载到r4~r11寄存器，同时r0会递增 */
msr psp, r0 /* 将r0的值，即任务的栈指针更新到psp */
isb
mov r0, #0 /* 设置r0的值为0 */
msr basepri, r0 /* 设置basepri寄存器的值为0，即所有的中断都没有被屏蔽 */
orr r14, #0xd /* 当从SVC中断服务退出前,通过向r14寄存器最后4位按位或上0x0D，
使得硬件在退出时使用进程堆栈指针PSP完成出栈操作并返回后进入线程模式、返回Thumb状态 */
bx r14 /* 异常返回，这个时候栈中的剩下内容将会自动加载到CPU寄存器：
xPSR，PC（任务入口地址），R14，R12，R3，R2，R1，R0（任务的形参）
同时PSP的值也将更新，即指向任务栈的栈顶 */
}
__asm void xPortPendSVHandler( void )
{
// extern uxCriticalNesting;
extern pxCurrentTCB;
extern vTaskSwitchContext;
PRESERVE8
/* 当进入PendSVC Handler时，上一个任务运行的环境即：
xPSR，PC（任务入口地址），R14，R12，R3，R2，R1，R0（任务的形参）
这些CPU寄存器的值会自动保存到任务的栈中，剩下的r4~r11需要手动保存 */
/* 获取任务栈指针到r0 */
mrs r0, psp
isb
ldr r3, =pxCurrentTCB /* 加载pxCurrentTCB的地址到r3 */
ldr r2, [r3] /* 加载pxCurrentTCB到r2 */
stmdb r0!, {r4-r11} /* 将CPU寄存器r4~r11的值存储到r0指向的地址 */
str r0, [r2] /* 将任务栈的新的栈顶指针存储到当前任务TCB的第一个成员，即栈顶指针 */
stmdb sp!, {r3, r14} /* 将R3和R14临时压入堆栈，因为即将调用函数vTaskSwitchContext,
调用函数时,返回地址自动保存到R14中,所以一旦调用发生,R14的值会被覆盖,因此需要入栈保护;
R3保存的当前激活的任务TCB指针(pxCurrentTCB)地址,函数调用后会用到,因此也要入栈保护 */
mov r0, #configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY /* 进入临界段 */
msr basepri, r0
dsb
isb
bl vTaskSwitchContext /* 调用函数vTaskSwitchContext，寻找新的任务运行,通过使变量pxCurrentTCB指向新的任务来实现任务切换 */
mov r0, #0 /* 退出临界段 */
msr basepri, r0
ldmia sp!, {r3, r14} /* 恢复r3和r14 */
ldr r1, [r3]
ldr r0, [r1] /* 当前激活的任务TCB第一项保存了任务堆栈的栈顶,现在栈顶值存入R0*/
ldmia r0!, {r4-r11} /* 出栈 */
msr psp, r0
isb
bx r14 /* 异常发生时,R14中保存异常返回标志,包括返回后进入线程模式还是处理器模式、
使用PSP堆栈指针还是MSP堆栈指针，当调用 bx r14指令后，硬件会知道要从异常返回，
然后出栈，这个时候堆栈指针PSP已经指向了新任务堆栈的正确位置，
当新任务的运行地址被出栈到PC寄存器后，新的任务也会被执行。*/
nop
}任务切换
任务切换就是在就绪列表中寻找优先级最高的就绪任务，然后去执行该任务。但是目前我们还不支持优先级，仅实现两个任务轮流切换。
任务切换函数 taskYIELD()
portYIELD 实际就是将 PendSV 的悬起位置 1，当没有其它中断运行的时候响应 PendSV 中断，去执行我们写好的 PendSV中断服务函数，在里面实现任务切换。该函数portmacro.h和task.h中定义。
/* 在 task.h 中定义 */
#define taskYIELD() portYIELD()
/* 在 portmacro.h 中定义 */
/* 中断控制状态寄存器：0xe000ed04
* Bit 28 PENDSVSET: PendSV 悬起位
*/
#define portNVIC_INT_CTRL_REG ( * ( ( volatile uint32_t * ) 0xe000ed04 ) )
#define portNVIC_PENDSVSET_BIT ( 1UL << 28UL )
#define portSY_FULL_READ_WRITE ( 15 )
#define portYIELD() \
{ \
/* 触发PendSV，产生上下文切换 */ \
portNVIC_INT_CTRL_REG = portNVIC_PENDSVSET_BIT; \
__dsb( portSY_FULL_READ_WRITE ); \
__isb( portSY_FULL_READ_WRITE ); \
}中断服务函数xPortPendSVHandler()
PendSV 中断服务函数是真正实现任务切换的地方。
__asm void xPortPendSVHandler( void )
{
extern pxCurrentTCB;
extern vTaskSwitchContext;
PRESERVE8
/* 当进入PendSVC Handler时，上一个任务运行的环境即：
xPSR，PC（任务入口地址），R14，R12，R3，R2，R1，R0（任务的形参）
这些CPU寄存器的值会自动保存到任务的栈中，剩下的r4~r11需要手动保存 */
/* 获取任务栈指针到r0 */
mrs r0, psp
isb
ldr r3, =pxCurrentTCB /* 加载pxCurrentTCB的地址到r3 */
ldr r2, [r3] /* 加载pxCurrentTCB到r2 */
stmdb r0!, {r4-r11} /* 将CPU寄存器r4~r11的值存储到r0指向的地址 */
str r0, [r2] /* 将任务栈的新的栈顶指针存储到当前任务TCB的第一个成员，即栈顶指针 */
stmdb sp!, {r3, r14} /* 将R3和R14临时压入堆栈，因为即将调用函数vTaskSwitchContext,
调用函数时,返回地址自动保存到R14中,所以一旦调用发生,R14的值会被覆盖,因此需要入栈保护;
R3保存的当前激活的任务TCB指针(pxCurrentTCB)地址,函数调用后会用到,因此也要入栈保护 */
mov r0, #configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY /* 进入临界段 */
msr basepri, r0
dsb
isb
bl vTaskSwitchContext /* 调用函数vTaskSwitchContext，寻找新的任务运行,通过使变量pxCurrentTCB指向新的任务来实现任务切换 */
mov r0, #0 /* 退出临界段 */
msr basepri, r0
ldmia sp!, {r3, r14} /* 恢复r3和r14 */
ldr r1, [r3]
ldr r0, [r1] /* 当前激活的任务TCB第一项保存了任务堆栈的栈顶,现在栈顶值存入R0*/
ldmia r0!, {r4-r11} /* 出栈 */
msr psp, r0
isb
bx r14 /* 异常发生时,R14中保存异常返回标志,包括返回后进入线程模式还是处理器模式、
使用PSP堆栈指针还是MSP堆栈指针，当调用 bx r14指令后，硬件会知道要从异常返回，
然后出栈，这个时候堆栈指针PSP已经指向了新任务堆栈的正确位置，
当新任务的运行地址被出栈到PC寄存器后，新的任务也会被执行。*/
nop
}任务切换函数vTaskSwitchContext()
这个函数本身很简单，实现的功能也是。本身就是实现任务的切换，检测到当前任务为1，就切换为2；反之亦然。
void vTaskSwitchContext( void )
{
/* 两个任务轮流切换 */
if( pxCurrentTCB == &Task1TCB )
{
pxCurrentTCB = &Task2TCB;
}
else
{
pxCurrentTCB = &Task1TCB;
}
}
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