Free RTOS学习之启动任务源码分析

最新推荐文章于 2024-10-14 13:58:45 发布

秃er and 强er

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文章标签：操作系统

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_44985542/article/details/124072155

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本文深入解析了FreeRTOS V10.0.1中任务调度器的启动过程，包括创建空闲任务以清理内存和提供CPU运行任务，设置PendSV和systick中断优先级，以及通过触发SVC异常启动第一个任务。详细介绍了SVC异常中断函数的工作原理，展示了启动任务的关键步骤和中断处理机制。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

前言

在创建完一个任务后，下一步要做的就是启动任务，本文对Free RTOS　V10.0.1的启动任务的源码进行分析

一、创建空闲任务

创建空闲任务的目的：
1）释放被删除任务的TCB与栈（清理内存）
2）在没有其他任务时，供CPU运行的任务。

二、启动调度器

2.1.设置PendSV和systick中断为最低优先级

在Free RTOS中，所有的中断优先级都大于任务的优先级，即最小的中断优先级>最大的任务优先级
PendCV和systick中断是为Task服务的，所以需要将PendCV和systick的优先级设置为最低。

	/* Make PendSV and SysTick the lowest priority interrupts. */
	portNVIC_SYSPRI2_REG |= portNVIC_PENDSV_PRI;	
	portNVIC_SYSPRI2_REG |= portNVIC_SYSTICK_PRI;

2.2.使能systick中断

systick与其他定时器不同，systick属于内核定时器，是一个24位的倒计数定时器。
有4个寄存器控制systick定时器。systick在rtos中作为心脏，每1ms产生一次中断，在中断中切换任务。

寄存器名称	地址
systick控制和状态寄存器	0xE000_E010
systick重装载数值寄存器	0xE000_E014
systick当前数值寄存器	0xE000_E018
systick校准数值寄存器	0xE000_E01C

		/* Stop and clear the SysTick. */
		portNVIC_SYSTICK_CTRL_REG = 0UL;/* 控制和状态寄存器复位 */
		portNVIC_SYSTICK_CURRENT_VALUE_REG = 0UL;/* 当前数值寄存器复位 */

		/* Configure SysTick to interrupt at the requested rate. */
		portNVIC_SYSTICK_LOAD_REG = ( configSYSTICK_CLOCK_HZ / configTICK_RATE_HZ ) - 1UL;
		portNVIC_SYSTICK_CTRL_REG = ( portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT | portNVIC_SYSTICK_INT_BIT | portNVIC_SYSTICK_ENABLE_BIT );

三、触发SVC异常、启动第一个任务

启动任务部分使用汇编实现。任务在SVC异常中断中完成启动。

3.1.触发SVC异常

__asm void prvStartFirstTask( void )
{
	PRESERVE8

	/* Use the NVIC offset register to locate the stack. */
	ldr r0, =0xE000ED08 /* 向量表偏移寄存器地址 */
	ldr r0, [r0]
	ldr r0, [r0]		/* 此时R0保存的地址和启动文件中的__initial_sp一样 */

	/* Set the msp back to the start of the stack. */
	msr msp, r0			/* MSP指向__initial_sp */
	/* Globally enable interrupts. */
	cpsie i
	cpsie f
	dsb			/* 数据同步屏障Data Synchronization Barrier */
	isb			/* 指令同步屏障Instruction synchronization barrier */
	/* Call SVC to start the first task. */
	svc 0   	/* 开启SVC异常 启动pxCurrentTCB指向的任务 */
	nop
	nop
}

3.2.SVC异常中断函数

发生SVC异常后，会执行一下操作
1）硬件保存寄存器值
2）LR寄存器保存一个特殊地址
3）调用C函数
4）返回LR地址，硬件恢复寄存器值

__asm void vPortSVCHandler( void )
{
	PRESERVE8

	ldr	r3, =pxCurrentTCB	/* Restore the context. */
	ldr r1, [r3]			/* Use pxCurrentTCBConst to get the pxCurrentTCB address. */
	ldr r0, [r1]			/* The first item in pxCurrentTCB is the task top of stack. */
	ldmia r0!, {r4-r11}		/* Pop the registers that are not automatically saved on exception entry and the critical nesting count. */
	msr psp, r0				/* Restore the task stack pointer. */
	isb
	mov r0, #0
	msr	basepri, r0
	orr r14, #0xd
	bx r14
}