任务切换

在多任务情况下，利用中断功能，以及现场保护。

当前任务->停止->用到的寄存器入栈->时间片到了->出栈->恢复继续执行

一共有三个任务为例：

​ 任务1，任务2，任务三。

当时间片1ms到来的时候进入中断，这时候cpu将一部分寄存器入栈，然后freeRTOS又将其他用到的寄存器入栈。注意入的是任务栈，不是cpu的中断处理栈。然后freeRTOS将sp指针指向任务2的栈，将栈帧里面的PC指针指向任务2的PC，LR寄存器也改成任务2的LR。cpu恢复现场的时候就不是恢复任务1的现场，而是任务2的现场，从而达到任务切换的效果。

AI修改后

假设任务1、任务2、任务3 同优先级，按 1ms 时间片轮转。

任务1正在跑：

  • CPU 的 PSP 指向任务1的栈。
  • PC 指向任务1当前执行到的代码。

1ms 时间片到了：

  1. SysTick 中断触发，FreeRTOS 通常请求 PendSV，真正切换在 PendSV 里做。
  2. CPU 硬件自动把任务1的一部分现场压入“任务1自己的栈”：
    • R0、R1、R2、R3、R12、LR、PC、xPSR
  3. FreeRTOS 在 PendSV 里再把剩下的现场压入任务1的栈：
    • R4 ~ R11
  4. 然后把当前 SP/PSP 保存到任务1的 TCB：
    • TCB1.SP = 任务1栈顶
  5. 调度器选择下一个任务：任务2。
  6. 从 TCB2 里取出任务2的 SP，让 PSP 指向任务2的栈。
  7. 从任务2的栈里恢复 R4 ~ R11。
  8. PendSV 异常返回时，CPU 硬件自动从任务2的栈里弹出：
    • R0、R1、R2、R3、R12、LR、PC、xPSR
  9. 于是 PC 变成任务2上次暂停的位置，CPU 继续跑任务2。

任务2跑 1ms 后，同理保存到任务2的 TCB，再切到任务3。任务3跑完再切回任务1。

任务1栈：
... [R4-R11] [R0-R3, R12, LR, PC, xPSR]  <- 切出时 PSP 保存到 TCB1

任务2栈：
... [R4-R11] [R0-R3, R12, LR, PC, xPSR]  <- 切入时 PSP 从 TCB2 取出

TCB1 -> 保存任务1的 SP
TCB2 -> 保存任务2的 SP
TCB3 -> 保存任务3的 SP