Nucleus Task切换及中断之上下文保存

来源：互联网发布：淘宝帐号管理在那里编辑：程序博客网时间：2024/05/20 01:36

MTK上用的实时操作系统是Nucleus操作系统。

1.操作系统自身调度

在Task切换（即操作系统调度，如当前msg queue为空，kal_retrieve_eg_events未获取到符合条件的事件，又或obtain semaphore失败等等）时，

操作系统会保存必要的上下文，以供下次重新调度到该任务时，能继续执行，即实现了操作系统的基本功能，多任务调度。

如接收消息形势如下：

void
mmi_task_main( task_entry_struct *task_entry_ptr)
{
......
while (1) {

......
receive_msg_ext_q();

......

}

......
}

若当前Task queue中没有msg，则该task就会挂起，保存上下文，并切换到操作系统调度。

可参考如下call stack：

TCT_Control_To_System()

TCC_Suspend_Task()

QUC_Receive_From_Queue()

QUCE_Receive_From_Queue()

kal_deque_msg()

receive_msg_ext_q()

mmi_task_main()

参看TCT_Control_To_System汇编

TCT_Control_To_System:

;禁止fiq和irq

                           mrs     r0,cpsr
                           orr     r0,r0,#0xC0
                           msr     cpsr_cxsf,r0

;保存最少的必要的上下文
stmdb r13!,{r4-r12,r14}

                           ;保存r14的状态，最后一位为0还是1
                           mov     r2,r14
                           mov     r2,r2,lsl #0x1F
                           mov     r2,r2,lsr #0x1A
                           str     r2,[r13,#-0x4]!

                           ;操作系统调度的上下文切换,栈顶最后flag置为0
                           mov     r2,#0x0
                           str     r2,[r13,#-0x4]!

........

;之后会保存该r13, 并且切换到系统堆栈进行os调度(即_TCT_Schedule)

即os调度模式下切换task时保存的上下文为

Status = 0

r14.last bit <<5

R10

R11

R12

R15 (PC)

Q：为何os调度只需要保存以上这些context?R0-R3以及R14不需要吗?

A：R0~R3是用作函数传参， TCT_Control_To_System是一个空参函数，故无需保存R0~R3？

Q：为何保存r14的最后一位左移5位后的值（即如果r14最后一位为1的话，保存0x20，如果r14最后一位为0的话，保存0）？

A：见函数TCT_No_Start_TS_1

......

MRS r0,CPSR ; Pickup current CPSR

......

LDR r2,[r13], #4 ; Pop off the state mask
ORR r0,r0,r2 ; Set appropriate state

......

即若r14最后一位为1，当任务调度回来时，将CPSR的T位置为1，否则为0。

即保存的为当前函数的状态，为ARM态还是Thumb态。

ARM代码和Thumb代码的切换是以bx和blx实现的，blx label形式必定会改变处理器状态，即当前是ARM的切换到Thumb，当前是Thumb的切换到ARM。

blx Rm或bx Rm则根据Rm[0]推算目标状态，若Rm[0]为0，则处理器状态会切换到（保持住）ARM态，若Rm[0]为1，则处理器状态会切换到（保持住）Thumb态。

运行在Thumb模式下，在函数调用过程中， r14存放的为函数返回地址，即trace32当前指令的下一行汇编，但最后一位是根据当前CPU状态设定。

2.中断调度（异常）

中断的优先级比Task高，故当中断来时，会将当前Task挂起，去跑中断处理函数，故此类情况也需要保存上下文。

此类改变PC的行为是由硬件的中断口实现的。

MTK的中断实现其实是ARM本身异常机制中的IRQ模式。

参看bootarm.s的中断向量表：

INT_Initialize_Addr DCD   INT_Initialize
Undef_Instr_Addr     DCD   Undef_Instr_ISR
SWI_Addr             DCD   SWI_ISR
Prefetch_Abort_Addr DCD   Prefetch_Abort_ISR
Data_Abort_Addr      DCD   Data_Abort_ISR
Undefined_Addr       DCD   0              ; NO LONGER USED
IRQ_Handler_Addr     DCD   INT_IRQ_Parse
FIQ_Handler_Addr     DCD   INT_FIQ_Parse

其中INT_IRQ_Parse即为普通中断解析函数，其中部分代码如下：

    BL      TCT_Interrupt_Context_Save      ; Call context save routine
    BL      isrC_Main
    B       TCT_Interrupt_Context_Restore

参考函数TCT_Interrupt_Context_Save

该函数即实现中断保存上下文功能。