OSIntCtxSw()

在µC/OS-II中，由于中断的产生可能会引起任务切换，在中断服务程序的最后会调用OSIntExit()函数检查任务就绪状态，如果需要进行任务切换，将调用OSIntCtxSw()。所以OSIntCtxSw()又称为中断级的任务切换函数。由于在调用OSIntCtxSw()之前已经发生了中断，OSIntCtxSw()将默认CPU寄存器已经保存在被中断任务的堆栈中了。

程序清单L9.5给出的代码大部分与OSCtxSw()的代码相同，不同之处是，第一，由于中断已经发生，此处不需要再保存CPU寄存器（没有PUSHA, PUSH ES, 或PUSH DS）；第二，OSIntCtxSw()需要调整堆栈指针，去掉堆栈中一些不需要的内容，以使堆栈中只包含任务的运行环境。图F9.5可以帮助读者理解这一过程。程序清单L 9.5OSIntCtxSw()._OSIntCtxSw PROC   FAR;                ; Ignore calls to OSIntExit and OSIntCtxSw;   ADD  SP,8    ; (Uncomment if OS_CRITICAL_METHOD is 1, see OS_CPU.H)(1)    ADD  SP,10   ; (Uncomment if OS_CRITICAL_METHOD is 2, see OS_CPU.H);    MOV  AX, SEG _OSTCBCur               ; 载入DS    MOV  DS, AX                            ;    LES  BX, DWORD PTR DS:_OSTCBCur      ; OSTCBCur->OSTCBStkPtr = SS:SP(2)    MOV  ES:[BX+2], SS                        MOV  ES:[BX+0], SP                   ;    CALL FAR PTR _OSTaskSwHook(3);    MOV  AX, WORD PTR DS:_OSTCBHighRdy+2 ; OSTCBCur = OSTCBHighRdy(4)    MOV  DX, WORD PTR DS:_OSTCBHighRdy       MOV  WORD PTR DS:_OSTCBCur+2, AX          MOV  WORD PTR DS:_OSTCBCur, DX        ;    MOV  AL, BYTE PTR DS:_OSPrioHighRdy  ; OSPrioCur = OSPrioHighRdy(5)    MOV  BYTE PTR DS:_OSPrioCur, AL;    LES  BX, DWORD PTR DS:_OSTCBHighRdy  ; SS:SP = OSTCBHighRdy->OSTCBStkPtr(6)    MOV  SS, ES:[BX+2]                 MOV  SP, ES:[BX]               ;    POP  DS                              ; 载入新任务的CPU环境(7)    POP  ES                              (8)    POPA                                 (9);    IRET                                 ; 返回新任务(10);_OSIntCtxSw ENDP
当中断发生后，CPU在完成当前指令后，进入中断处理过程。首先是保存现场，将返回地址压入当前任务堆栈，然后保存状态寄存器的内容。接下来CPU从中断向量处找到中断服务程序的入口地址，运行中断服务程序。在µC/OS-II中，要求用户的中断服务程序在开头保存CPU其他寄存器的内容[图F9.5(1)]。此后，用户必须调用OSIntEnter()或着把全局变量OSIntNesting加1。此时，被中断任务的堆栈中保存了任务的全部运行环境。在中断服务程序中，有可能引起任务就绪状态的改变而需要任务切换，例如调用了OSMboxPost(), OSQPostFront(),OSQPost(),或试图唤醒一个优先级更高的任务（调用OSTaskResume()）,还可能调用 OSTimeTick()， OSTimeDlyResume()等等。µC/OS-II要求用户在中断服务程序的末尾调用OSIntExit()，以检查任务就绪状态。在调用OSIntExit()后，返回地址会压入堆栈中[图F9.5(2)]。进入OSIntExit()后，由于要访问临界代码区，首先关闭中断。由于OS_ENTER_CRITICAL()可能有不同的操作（见9.03.02节），状态寄存器SW的内容有可能被压入堆栈[图F9.5(3)]。如果确实要进行任务切换，指针OSTCBHighRdy将指向新的就绪任务的OS_TCB，OSIntExit()会调用OSIntCtxSw()完成任务切换。注意，调用OSIntCtxSw()会在再一次在堆栈中保存返回地址[图F9.5(4)]。在进行任务切换的时候，我们希望堆栈中只保留一次中断发生的任务环境（如图F9.5(1)），而忽略掉由于函数嵌套调用而压入的一系列返回地址（图F9.5(2),(3),(4)）。忽略的方法也很简单，只要把堆栈指针加一个固定的值就可以了[图F9.5(5)/程序清单L9.5(1)]。如果用方法2实现OS_ENTER_CRITICAL()，这个固定值是10；如果用方法1，则是8。实际操作中还与编译器以及编译模式有关。例如，有些编译器会为OSIntExit()在堆栈中分配临时变量，这都会影响具体占用堆栈的大小，这一点需要提醒用户注意。一但堆栈指针重新定位后，就被保存到将要被挂起的任务OS_TCB中[图F9.5(6)/程序清单L9.5(2)]。在µC/OS-II中（包括µC/OS），OSIntCtxSw()是唯一一个与编译器相关的函数，也是用户问的最多的。如果您的系统移植后运行一段时间后就会死机，就应该怀疑是OSIntCtxSw()中堆栈指针重新定位的问题。当当前任务的现场保存完毕后，用户定义的对外接口函数OSTaskSwHook()会被调用[程序清单L9.5(3)]。注意到OSTCBCur指向当前任务的OS_TCB，OSTCBHighRdy指向新任务的OS_TCB。在函数OSTaskSwHook()中用户可以访问这两个任务的OS_TCB。如果不用对外接口函数，请在头文件中关闭相应的开关选项，提高任务切换的速度。从对外接口函数OSTaskSwHook()返回后，由于任务的更替，变量OSTCBHighRdy被拷贝到OSTCBCur中[程序清单L9.5(4)]，同样，OSPrioHighRdy被拷贝到OSPrioCur中[程序清单L9.5(5)]。此时，OSIntCtxSw()将载入新任务的CPU环境，首先从新任务OS_TCB中取出SS和SP寄存器的值[图F9.5(7)/程序清单L9.5(6)]，然后运行POP DS [图F9.5(8)/程序清单L9.5(7)], POP ES [图F9.5(9)/程序清单L9.5(8)], POPA[图F9.5(10)/程序清单L9.5(9)]取出其他寄存器的值,最后用中断返回指令IRET [图F9.5(11)/程序清单L9.5(10)]完成任务切换。需要注意的是在运行OSIntCtxSw()和用户定义的OSTaskSwHook()函数期间，中断是禁止的。

图F 9.5 中断级任务切换时的80x86堆栈结构