FreeRTOS-ARM架构、TCB结构体，调度机制

已于 2022-10-01 00:53:35 修改
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分类专栏： RTOS 文章标签： arm 架构 链表
于 2022-03-18 13:45:25 首次发布
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本文详细解析ARM架构的组成部分，探讨CPU、RAM和FLASH的作用。重点讲解任务切换时寄存器保存策略，以及TCB、调度机制（优先级、状态和调度流程）。涉及TCB结构、中断调度和链表在调度中的运用，包括pxReadyTasksList、pxDelayedTaskList和pxPendingReadyList。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

ARM架构

对于ARM架构来说，主要有3部分构成：CPU，RAM，FLASH。

CPU内部主要是运算单元和寄存器单元，可以读写RAM，修改内存，也可以读取FLASH里的汇编代码。

RAM为内部存储空间，有栈的数据结构，对于地址有内存存储，可被CPU改写。

FLASH为存储代码的空间，可被CPU读取。

Q：在任务切换时，所有寄存器都要保留吗？
A：都要保留，但是对于硬件中断来说，只需要保存用到的寄存器即可；对于子函数来说，不需要保存子函数用到的寄存器

创建任务：

在这里插入图片描述
第一个为函数地址，赋给PC寄存器
第二个为任务名
第三个为栈大小 每个任务都有自己的栈栈的大小由局部变量和调用深度决定
第四个为任务函数的入口参数，存在R0里

TCB结构体

对于每个任务在内存总都有相应的TCB结构体包含栈顶，两个链表（雾），优先级，栈的起始
在这里插入图片描述

在保存现场时，将16个寄存器的数据记录放在RAM栈中，下一次重新运行的时候从PC寄存器的地址运行

调度机制

优先级：
高优先级的任务，优先执行，可以抢占第有相机的任务
高优先级的任务不停止，低优先级的任务永远无法执行
同等优先级的任务，轮流执行：时间片轮转，最后放进链表的先执行，然后再从链表头运行，每个任务运行之后尾插到链表尾部

状态

运行态：running
就绪态：ready
阻塞：blocked（等待某件事
暂停：suspend（休息去了

怎么取出要运行的任务？
找到最高优先级的运行态，就绪态任务运行
如果平级，轮流执行：派对，链表前面的先运行，运行1个tick后，去链表尾部排队。

谁来调度？
Tick中断：每1ms产生一个中断，中断后调用Tick中断函数
Tick中断函数：
1）取出下一个TASK
2）保存当前Task；回复新的Task

链表理解调度机制

共有3种链表

pxReadyTasksList//如果有5个优先级（0-4）就由5个组成，通常在存在于pxReadyTasksList[0]链表尾部有一个空闲任务idle task，用于清除销毁任务的内存

pxDelayedTaskList//延迟类，先将该任务从pxReadyTasksList放进pxDelayedTaskList，休眠Xms，
每次Tick中断检查pxDelayedTaskList内的Task计时有没有到，
当到达设置时间点，将这个Task放回其优先级对应的pxReadyTasksList，然后再次调度此Task。

pxPendingReadyList

可抢占：高优先级的任务先运行
时间片轮转：同优先级的任务轮流执行
空闲任务礼让：如果同时优先级0的其他就绪任务，空闲任务主动放弃一次运行机会
最低优先级的中断比最高优先级的任务优先级高

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