启动调度器

void vTaskStartScheduler( void )
 {
     /* 手动指定第一个运行的任务 */
     pxCurrentTCB = &Task1TCB; (1)
     /* 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 */ (2)
     }
 }

• 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。
• 调用函数 xPortStartScheduler()启动调度器
  • 调度器启动成功，则不会返回。

xPortStartScheduler()函数

/*
 * 参考资料《STM32F10xxx Cortex-M3 programming manual》4.4.3，百度搜索“PM0056”即可找到这个文档
 * 在 Cortex-M 中，内核外设 SCB 中 SHPR3 寄存器用于设置 SysTick 和 PendSV 的异常优先级
 * System handler priority register 3 (SCB_SHPR3) SCB_SHPR3：0xE000 ED20
 * Bits 31:24 PRI_15[7:0]: Priority of system handler 15, SysTick exception
 * Bits 23:16 PRI_14[7:0]: Priority of system handler 14, PendSV
 */
 #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 ) 14 
{
     /* 配置 PendSV 和 SysTick 的中断优先级为最低 */ (1)
     portNVIC_SYSPRI2_REG |= portNVIC_PENDSV_PRI;
     portNVIC_SYSPRI2_REG |= portNVIC_SYSTICK_PRI;
     /* 启动第一个任务，不再返回 */
     prvStartFirstTask(); (2)
     /* 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，该函数由汇编编写，在 port.c 实现

prvStartFirstTask()函数

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 (2)//当前栈需按照 8 字节对齐,因为有浮点计算
     /* 在 Cortex-M 中，0xE000ED08 是 SCB_VTOR 这个寄存器的地址， (3)
     里面存放的是向量表的起始地址，即 MSP 的地址 */
     ldr r0, =0xE000ED08 (4) //将 0xE000ED08 这个立即数加载到寄存器 R0。
     ldr r0, [r0] (5)//将 0xE000ED08 这个地址指向的内容加载到寄存器 R0，此时 R0等于 SCB_VTOR 寄存器的值，等于 0x00000000，即 memory 的起始地址。
     ldr r0, [r0] (6)//将 0x00000000 这个地址指向的内容加载到 R0，此时 R0 等于0x200008DB
     /* 设置主堆栈指针 msp 的值 */
     msr msp, r0 (7)
    //将 R0 的值存储到 MSP，此时 MSP 等于 0x200008DB，这是主堆栈的栈顶指针。
     /* 使能全局中断 */ (8)
     cpsie i
     cpsie f
     dsb
     isb
     /* 调用 SVC 去启动第一个任务 */
     svc 0 (9)
     nop
     nop
 }

• 0xE000ED08
  • 在 Cortex-M 中，是 SCB_VTOR 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。
  • 向量表通常是从内部 FLASH 的起始地址开始存放，那么可知 memory：0x00000000 处存放的就是 MSP 的值。

★CPS的用法

CPSID I //PRIMASK=1 ;关中断
CPSIE I //PRIMASK=0 ;开中断
CPSID F //FAULTMASK=1 ;关异常
CPSIE F //FAULTMASK=0 ;

★SVC

SVC（系统服务调用，亦简称系统调用）

SVC 用于产生系统函数的调用请求。
例如，操作系统不让用户程序直接访问硬件，而是通过提供一些系统服务函数，用户程序使用SVC 发出对系统服务函数的呼叫请求，以这种方法调用它们来间接访问硬件。
SVC 异常通过执行”SVC”指令来产生。
该指令需要一个立即数，充当系统调用代号。SVC异常服务例程稍后会提取出此代号，从而解释本次调用的具体要求，再调用相应的服务函数。例如，
SVC 0x3 ; 调用3 号系统服务11

SVC/PendSV介绍

vPortSVCHandler()函数

__asm void vPortSVCHandler( void )
 {
     extern pxCurrentTCB; (1)
     PRESERVE8//8字节对齐
     ldr r3, =pxCurrentTCB (2)//加载 pxCurrentTCB 的地址到 r3。
     ldr r1, [r3] (3)//加载 pxCurrentTCB 指向的任务控制块到 r0
     ldr r0, [r1] (4)//加载 pxCurrentTCB 指向的任务控制块到r0，任务控制块的第一个成员就是栈顶指针
     ldmia r0!, {r4-r11} (5)//以 r0 为基地址，将栈中向上增长的 8 个字的内容加载到 CPU 寄存器 r4~r11，同时 r0 也会跟着自增。
     msr psp, r0 (6)//将新的栈顶指针 r0 更新到 psp，任务执行的时候使用的堆栈指针是psp。
     isb
     mov r0, #0 (7)//将寄存器 r0 清 0。
     msr basepri, r0 (8)//设置 basepri 寄存器的值为 0，即打开所有中断。basepri 是一个中断屏蔽寄存器，大于等于此寄存器值的中断都将被屏蔽。
     orr r14, #0xd (9)//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任务模式、返
     bx r14 (10)//异常返回，这个时候出栈使用的是 PSP 指针，，自动将栈中的剩下内容加载到 CPU 寄存器： xPSR，PC（任务入口地址），R14，R12，R3，R2，R1，R0
 }

• extern pxCurrentTCB
  • 声明外部变量 pxCurrentTCB，pxCurrentTCB 是一个在 task.c 中定 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。

汇编指令