实时操作系统何时进行任务调度？———

实时操作系统何时进行任务调度？————FREERTOS源码分析

本文主要是介绍实时操作系统何时进行任务调度？————FREERTOS源码分析，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

实时操作系统何时进行任务调度？————FREERTOS源码分析

0 本文要讨论的是什么

从编码风格的角度去理解，实时操作系统（Real Time Operating System）的关键特征就是引入任务调度器（task shceuler），实现单核多任务调度。

有了这一层次的理解，自然就不应当再像CV工程师那样只关注顶层的 API ，而应当进一步考虑这个问题————调度器是在什么时候起作用的?或者说，调度器的代码实现在哪儿？何种情况下处理器会执行这些代码？

产生了这样的疑惑，我们就不能再继续满足于各种论坛博客上的残羹剩饭，而要自己动手，分析操作系统的源码。这里我们以 FREERTOS 为例，对照代码回答上述问题。当然，分析的源码仅限于 ARM 架构（且限于ARMv7）部分。

1 在进入源码之前

先把结论摆出来————对 FREERTOS 来说，只在 SVC/TIMER 中断的处理函数中调用 SCHEDULER 相关的代码。
在这里插入图片描述

2 对着源码说

2.1 SVC 中断

下面的汇编代码是 SVC 中断的处理函数

FreeRTOS_SWI_HandlerPRESERVE8; Save the context of the current task and select a new task to run.portSAVE_CONTEXTLDR R0, =vTaskSwitchContextBLX	R0portRESTORE_CONTEXT

代码首先通过函数宏 portSAVE_CONTEXT 完成现场保护，保存切出的任务，而后将调度器上下文对应的符号 vTaskSwitchContext 的地址加载到寄存器 R0 中：

LDR R0, =vTaskSwitchContext

然后使用 BLX 指令跳转到 R0 中保存的地址：

BLX	R0

执行完 vTaskSwitchContext 对应的代码后，通过函数宏 portRESTORE_CONTEXT 恢复现场，准备执行切入的任务。

2.2 定时器中断（TIMER INTERRUPT）

这里说的定时器其实是系统心跳，也就是 RTOS 的时间基准，操作系统在这个基准上实现时间片和软件定时功能支持。下面是对应的中断处理函数 vTaskSwitchContext() 的流程解析：

检查任务调度器是否被挂起（Suspended）。说明一下，有些时候（譬如原子操作）可能会避免任务切换而把调度器挂起，这种时候进入定时器中断就不再继续后面的流程，直接退出。

if( uxSchedulerSuspended != ( UBaseType_t ) pdFALSE ){/* The scheduler is currently suspended - do not allow a context* switch. */xYieldPending = pdTRUE;return;
}

检查栈是否溢出（Stack overflow）

/* Check for stack overflow, if configured. */taskCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW();

保存异常状态信息

/* Before the currently running task is switched out, save its errno. */
#if ( configUSE_POSIX_ERRNO == 1 ){pxCurrentTCB->iTaskErrno = FreeRTOS_errno;}
#endif

又是通过函数宏选择切入的任务

taskSELECT_HIGHEST_PRIORITY_TASK();
traceTASK_SWITCHED_IN();

更新异常状态信息

/* After the new task is switched in, update the global errno. */
#if ( configUSE_POSIX_ERRNO == 1 ){FreeRTOS_errno = pxCurrentTCB->iTaskErrno;}
#endif

3 欣赏一下某个 DMEO 里面的C-向量表设计

声明 Xil_InterruptHandler 为 void(*)(void) 类型的函数指针，而后通过 pxVectorEntry->Handler 调用进入 pxVectorEntry->CallBackRef 对应的地址。

typedef void (*Xil_InterruptHandler)(void *data);typedef struct
{Xil_InterruptHandler Handler;void *CallBackRef;
} XScuGic_VectorTableEntry;const XScuGic_VectorTableEntry *pxVectorEntry;
pxVectorEntry = &( pxVectorTable[ ulInterruptID ] );
pxVectorEntry->Handler( pxVectorEntry->CallBackRef );

再参考下面那一坨，上面的功能即以 CallBackRef 赋值 X0 寄存器，跳转执行 0x00000000 处的指令

/*** This typedef contains configuration information for the device.*/
typedef struct
{u16 DeviceId;		/**< Unique ID  of device */u32 CpuBaseAddress;	/**< CPU Interface Register base address */u32 DistBaseAddress;	/**< Distributor Register base address */XScuGic_VectorTableEntry HandlerTable[XSCUGIC_MAX_NUM_INTR_INPUTS];/**<Vector table of interrupt handlers */
} XScuGic_Config;
XScuGic_Config XScuGic_ConfigTable[XPAR_XSCUGIC_NUM_INSTANCES] =
{{XPAR_PSU_ACPU_GIC_DEVICE_ID,XPAR_PSU_ACPU_GIC_BASEADDR,XPAR_PSU_ACPU_GIC_DIST_BASEADDR,{{0}}		/**< Initialize the HandlerTable to 0 */}
};static const XScuGic_VectorTableEntry *pxVectorTable = XScuGic_ConfigTable[ XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_ID ].HandlerTable;