FreeRTOS原理剖析：任务切换过程

1. 任务切换相关API函数

函数	描述
xPortPendSVHandler()	PendSV中断服务函数，其实函数原型为PendSV_Handler()
vTaskSwitchContext()	检查任务堆栈使用是否溢出，和查找下一个优先级高的任务，如果使能运行时间统计功能，会计算任务运行时间

2. 任务切换的基本知识

在FreeRTOS任务管理中，最主要的目的就是找到就绪态优先级最高的任务，然后执行任务切换，从而能保持优先级最高的任务一直占用CPU资源。为了达到最优性能，任务切换部分程序使用汇编代码编写。

FreeRTOS有两种方法触发任务切换：

• 系统节拍时钟中断(SysTick定时器)。切换过程参考《FreeRTOS原理剖析：系统节拍时钟分析》
• 执行系统调用代码。普通任务使用taskYIELD()强制任务切换；中断服务程序使用portYIELD_FROM_ISR()强制任务切换；在应用程序里也可以通过设置xYieldPending的值来通知调度器进行任务切换。

其中：

// 对于普通任务时
#define taskYIELD()				portYIELD()
#define portYIELD_WITHIN_API 	portYIELD

// 对于中断服务程序时
#define portEND_SWITCHING_ISR( xSwitchRequired ) if( xSwitchRequired != pdFALSE ) portYIELD()
#define portYIELD_FROM_ISR( x ) portEND_SWITCHING_ISR( x )

可以看出，最终执行的代码段为：

#define portYIELD()											\
{															\
	/* 														\
	 * 通过向中断控制及状态寄存器ICSR的第28位写入1,触发PendSV中断	\
	 * 地址为0xE000 ED04 									\
	 */														\
	portNVIC_INT_CTRL_REG = portNVIC_PENDSVSET_BIT;			\
															\
	/* dsb和isb 完成数据同步隔离和指令同步隔离					\
	 * 保证之前存储器访问操作和指令都执行完						\
	 */														\
	__dsb( portSY_FULL_READ_WRITE );						\
	__isb( portSY_FULL_READ_WRITE );						\
}

通过向中断控制及状态寄存器ICSR(地址：0xE000 ED04)的第28位写入1，触发PendSV中断，从而执行任务切换