学习ARM开发(20)

OS的任务切换

有了前面的Tick中断，那么基本的任务切换条件已经是“万事俱备，只欠东风”了。不过，这个“东风”也是很难搞得懂的，只有不断地通过实践才会找到合适的方法。现在我就需要去找这个东风了，就是解决不同的任务切换的问题。从简单到复杂，这是任何事物的认识过程，也是行之有效的方法。绝对不要一上来就搞一个很复杂的，因为人的理解能力还是有限的。最简单的任务切换，就是我需要实现的：只需要实现两个任务不断地来回切换，就已经说明可行了。那我先把这两个任务设置为最简单的，因此，就把任务的栈定下来，因为每个任务的栈是肯定不同的，所以我选择了固定地设置栈地址。比如第一个任务的栈地址是0x0c700000，第二个任务的栈地址是0x0c700200。接着就需要把任务这两个栈初始化成中断返回的方式，就是需要保存R0到R12，LR，PC，CPSR等寄存器的值。

这时就需要理解ARM的几种工作模式了，目前我使用到的只有两种模式：IRQ和SVC模式。在这两种模式下，它的寄存器是有一些不同的。就是SP，LR，SPCR的寄存器不同样，并且LR与SPCR在两种模式中是有关联的。当从SVC模式转换到IRQ模式时，它的LR，就是在SVC下的执行的下一条指令地址减4；SPSR就是SVC模式下的CPSR寄存器的值。因此，在IRQ中断之后，一定要想办法把这两个寄存器保存下来，否则就返回不到先前的任务了。由于SVC与IRQ的SP是不一样的，并且在SVC下的LR也没有办法保存，那么就一定要切换回到SVC模式下，才能访问这个任务的栈了，并且那时才能保存LR的值。因此，特殊的要求就在这里了。

  由于我的OS是采用时间片轮转算法，那么当时间片到时，TICK中断就会中断任务的运行，并且要切换到新的任务运行。具体过程是这样的：启动时第一个任务运行，当时间片使用完了，那么TICK中断就发生，接着就保存IRQ模式下的LR,SPCR寄存器到内存某个位置，并且把R0到R12的所有寄存器恢复，接着切换回到SVC模式。接着保存一个寄存器的值，然后用这个寄存器从内存读回来在IRQ方式保存的LR值。然后把这个LR值压入栈，这个LR值就是任务再回来时要运行的PC值。因此把它放到最先栈里，到时出栈才方便。接着保存SVC模式下的LR值，保存R0到R12的值，然后保存SPCR值。到这里，就把所有任务恢复时所需要的寄存器保存了。

  到后面，接着再写一段可以恢复任务的汇编程序就可以了，这个就是上面的压栈反向过程。通过这样的方法，就可以不断来回地切换任务了。