实现调度器

实现调度器

调度器是操作系统的核心，其主要功能就是实现任务的切换，即从就绪列表里面找到优先级最高的任务，然后去执行该任务。

1、启动调度器

（1）

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

	/* 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 */ 
 	}
}

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。

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

（2）

#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 )
{
	/* 配置 PendSV 和 SysTick 的中断优先级为最低 */ 
	portNVIC_SYSPRI2_REG |= portNVIC_PENDSV_PRI;
	portNVIC_SYSPRI2_REG |= portNVIC_SYSTICK_PRI;

	/* 启动第一个任务，不再返回 */
	prvStartFirstTask(); 

	/* 不应该运行到这里 */
	return 0;
}

（3）

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，然后去到 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
	
	/* 在 Cortex-M 中，0xE000ED08 是 SCB_VTOR 这个寄存器的地址，里面存放的是向量表的起始地址，即 MSP 的地址 */
	ldr r0, =0xE000ED08 
	ldr r0, [r0] 
	ldr r0, [r0] 

	/* 设置主堆栈指针 msp 的值 */
	msr msp, r0
	
	/* 使能全局中断 */ 
	cpsie i
	cpsie f
	dsb
	isb
	
	/* 调用 SVC 去启动第一个任务 */
	svc 0
	nop
	nop
}

（4）

SVC 中断要想被成功响应，其函数名必须与向量表注册的名称一致，在启动文件的向量表中，SVC 的中断服务函数注册的名称是 SVC_Handler，所以 SVC 中断服务函数的名称我们应该写成 SVC_Handler。

__asm void vPortSVCHandler( void )
{
	extern pxCurrentTCB; 
	
	PRESERVE8
	
	dr r3, =pxCurrentTCB 
	ldr r1, [r3] 
	ldr r0, [r1] 
	ldmia r0!, {r4-r11} 
	msr psp, r0 
	isb
	mov r0, #0
	msr basepri, r0 
	orr r14, #0xd 

	bx r14 
}

2、 任务切换

任务切换就是在就绪列表中寻找优先级最高的就绪任务，然后去执行该任务。

（1）taskYIELD()

portYIELD 的实现很简单，实际就是将 PendSV 的悬起位置 1，当没有其它中断运行的时候响应 PendSV 中断，去执行我们写好的 PendSV中断服务函数，在里面实现任务切换。

（2）xPortPendSVHandler()函数

PendSV 中断服务函数是真正实现任务切换的地方。

__asm void xPortPendSVHandler( void )
{
	extern pxCurrentTCB; 
	extern vTaskSwitchContext; 
	
	PRESERVE8

	mrs r0, psp
	isb
	
	ldr r3, =pxCurrentTCB 
	ldr r2, [r3]
	
	stmdb r0!, {r4-r11}
	str r0, [r2] 
	
	stmdb sp!, {r3, r14} 
	mov r0, #configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY
	msr basepri, r0 
	dsb
	isb
	bl vTaskSwitchContext 
	mov r0, #0 
	msr basepri, r0 
	ldmia sp!, {r3, r14} 
	
	ldr r1, [r3] 
	ldr r0, [r1] 
	ldmia r0!, {r4-r11} 
	msr psp, r0 
	isb
	bx r14 
	nop
}

（3）vTaskSwitchContext()函数

void vTaskSwitchContext( void )
{
	/* 两个任务轮流切换 */
	if ( pxCurrentTCB == &Task1TCB ) {
		pxCurrentTCB = &Task2TCB;
		}
	else{
		pxCurrentTCB = &Task1TCB;
	}
}