FreeRTOS 任务、中断解读--zynq

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分类专栏： Zynq开发 linux相关文章标签：嵌入式硬件 arm

于 2022-07-26 16:58:45 首次发布

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本文深入解析了FreeRTOS中任务和中断的切换机制。在中断处理中，通过设置ulPortYieldRequired变量来决定是否在中断返回后进行任务切换。任务切换实际发生在中断返回的汇编代码中。而在代码中，通过调用portYIELD()函数触发软中断，实现任务的切换。此外，外设中断向量的初始化应在任务中进行，以避免影响Tick中断和系统调度。

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FreeRTOS 任务、中断解读–zynq

1. 中断中如何进行任务切换

FreeRTOS在中断返回时判断ulPortYieldRequired变量的值，如果该值为true则执行进程切换，否则不执行。所以在中断中只看到了ulPortYieldRequired变量的赋值，没有看到任务的切换，实际切换是在中断返回后的汇编代码中实现的。

	FreeRTOS_IRQ_Handler:
  /* Return to the interrupted instruction. */
  SUB		lr, lr, #4

  /* Push the return address and SPSR. */
  PUSH	{lr}
  MRS		lr, SPSR
  PUSH	{lr}

  /* Change to supervisor mode to allow reentry. */
  CPS		#SVC_MODE

  /* Push used registers. */
  PUSH	{r0-r4, r12}

  /* Increment nesting count.  r3 holds the address of ulPortInterruptNesting
  for future use.  r1 holds the original ulPortInterruptNesting value for
  future use. */
  LDR		r3, ulPortInterruptNestingConst
  LDR		r1, [r3]
  ADD		r4, r1, #1
  STR		r4, [r3]
	LDR		r1, =ulPortYieldRequired ; /*判断该变量是否为True*/
  LDR		r0, [r1]
  CMP		r0, #0
  BNE		switch_before_exit

exit_without_switch:
  /* No context switch.  Restore used registers, LR_irq and SPSR before
  returning. */
  POP		{r0-r4, r12}

2. 代码中如何进行任务切换

代码中直接调用portYIELD()，实现任务切换，该函数实际为软中断指令，软中断中实现任务切换，portYIELD()定义如下：

 #define  portYIELD()  __asm volatile ( "SWI 0" ::: "memory" );
 //软中断中实现了任务切换
 FreeRTOS_SWI_Handler:
	/* Save the context of the current task and select a new task to run. */
	portSAVE_CONTEXT
	LDR R0, vTaskSwitchContextConst
	BLX	R0
	portRESTORE_CONTEXT

3 外设中断向量初始化

外设中断向量初始化必须启动一个Task，在Task中初始化。
原因：FreeRTOS的任务调度是由cpu 32bit private Timer的硬件定时器中断实现，在调用xPortStartScheduler()函数启动任务的时候会对中断寄存器进行重新配置，将Tick中断使能，映射中断处理函数，这个过程会将原来的中断寄存器值覆盖掉，因此只能在Task中初始化外设中断向量，同时注意保证中断寄存器其他位的数据不变，否则可能导致Tick不工作，整个系统无法执行。