微型操作系统内核源码详解系列五（五）：cm3下Pendsv切换任务上篇

系列一：微型操作系统内核源码详解系列一：rtos内核源码概论篇（以freertos为例）-CSDN博客

系列二：微型操作系统内核源码详解系列二：数据结构和对象篇（以freertos为例）-CSDN博客

系列三：微型操作系统内核源码详解系列三（0）：空间存储及内存管理篇（前置篇）-CSDN博客

                微型操作系统内核源码详解系列三（1）：任务及切换篇（任务函数定义）-CSDN博客

                微型操作系统内核源码详解系列三（2）：任务及切换篇（任务函数定义）-CSDN博客

                微型操作系统内核源码详解系列三（3）：任务及切换篇（任务函数定义）-CSDN博客

                微型操作系统内核源码详解系列三（4）：arm架构篇-CSDN博客

                微型操作系统内核源码详解系列三（5）：进程与线程-CSDN博客

系列四：

 ​​​​​微型操作系统内核源码详解系列四（1）：操作系统调度算法（linux0.11版本内核）-CSDN博客

微型操作系统内核源码详解系列四（2）：操作系统调度算法（rt-thread内核）-CSDN博客

微型操作系统内核源码详解系列四（3）：操作系统调度算法（FreeRTOS内核篇上）-CSDN博客

微型操作系统内核源码详解系列四（4）：操作系统调度算法（FreeRTOS内核篇下）-CSDN博客

系列五：

微型操作系统内核源码详解系列五（1）：arm cortex m3架构-CSDN博客

微型操作系统内核源码详解系列五（2）：cm3下栈的初始化-CSDN博客

微型操作系统内核源码详解系列五（3）：cm3下调度的开启-CSDN博客

微型操作系统内核源码详解系列五（四）：cm3下svc启动任务-CSDN博客

微型操作系统内核源码详解系列五（五）：cm3下Pendsv切换任务上篇-CSDN博客

SVC系统调用后，FreeRTOS开启了第一个任务。

剩下的任务切换就是systick和pendsv的事情了，其实systck切换的本质也是PendSV中断，所以我们学习任务切换只需要学习PendSV中断的内容即可。

读者可能在使用FreeRTOS时会使用vtaskdelay这些函数，它们切换的是调用portYIELD_WITHIN_API()函数，它其实就是portYIELD的宏定义，源码如下：

这些代码的作用就是完成对PendSV中断的触发，dsb和isb是为了确保数据和指令操作的同步性而设置的同步屏障。 

有读者可能会好奇将portNVIC_INT_CTRL_REG赋值为portNVIC_PENDSVSET_BIT是如何触发PendSV中断的，我们可以转到定义看一下：

( *( ( volatile uint32_t * ) 0xe000ed04 ) )就是将0xe000ed04这个地址进行解引用，也就是访问这个地址处的寄存器，那么这个寄存器是什么呢？它其实是ICSR寄存器：

设置这个寄存器为：#define portNVIC_PENDSVSET_BIT    ( 1UL << 28UL )，其实就是对这个寄存器的28位写1。（其实这个寄存器的数据处理和操作有点意思，就是它能够不受大小端序的影响）

这样操作，PendSV就会进入悬起状态，那么什么是悬起状态呢？其实又要回到cm3架构上了，读者有没有考虑过，这些中断有什么用处？能随便选一个吗？显然不行，让我们看看cm3官方手册：

笔者总结一下：PendSV的优势在于它可以像普通中断一样被悬起，当其他中断都执行完毕时，它可以开始工作了，这样就不会打断其他中断了。

接下来让我们看看PendSV函数是如何完成上下文切换的：

读者看到这些汇编源码可能会不知所从，接下来让笔者先简单概述一下：

这里是真正进行上下文切换的地方。

读者可能觉得这个概念有点抽象，那么让笔者解释一下具体的上下文。上文就是之前运行的任务的任务控制块TCB和CPU相关的寄存器状态，下文就是即将运行的任务的任务控制块TCB和CPU相关的寄存器状态，也就是说，我们要保存上文任务的状态到对应的栈中，然后获取下文的任务栈，将CPU的状态更新为上一次执行下文任务时的状态。

这里笔者只是简单描述一下在简单场景下的上下文切换，实际中，如果发生的中断循环嵌套很多，上下文切换可以非常复杂。

对PendSV中断源码的讲解笔者将放在下一节。讲解完这个函数，也意味着一个微型操作系统内核的主干部分基本完结了，剩下的不过都是围绕主干展开的枝叶罢了，笔者可能不会再进行详细的讲解了，内容会更偏总结性。