FreeRTOS 在Tricore上的三種任務切換方式

FreeRTOS 在Tricore上的三種任務切換方式如下：

（1）任務中調用任務切換

　　切換函數：portYIELD()/portYIELD_WITHIN_API()/taskYEILD()

　　處理器資源：Trap_class6_TIN0

　　觸發方式：_syscall(0)

　　處理函數：void prvTrapYield( int iTrapIdentification )

　　使用場合：例如 ①任務調用vTaskDelay()時，其內部會執行portYIELD_WITHIN_API()進行任務切換；②調用xQueueSend()函數時，會檢查是否使某一阻塞態任務解阻塞，若是，則調用portYIELD_WITHIN_API()進行任務切換

（2）中斷中調用任務切換

　　切換函數：portYIELD_FROM_ISR()/taskYEILD_FROM_ISR()

　　處理器資源：GPSRx0

　　觸發方式：GPSRx0.B.SETR = 1或INT_SRB0.B.TRIG0 = 1 

　　處理函數：static void prvInterruptYield( int iId )

　　使用場合：在中斷中調用進行任務切換，例如在中斷中向隊列中寫數據xQueueSendFromISR( xQueue, &xHigherPriorityTaskWoken );，然后使用portYIELD_FROM_ISR( xHigherPriorityTaskWoken )進行任務切換。

（3）systick中斷中的任務切換

　　切換函數：在StmISR中進行

　　處理器資源：SysTimerx

　　觸發方式：SysTimerx  COMP0計數器溢出觸發中斷

　　處理函數：static void prvSystemTickHandler( int iArg )

　　使用場合：每次進入中斷，都會檢查是否有延時任務超時，若有，則進行一次任務切換

 

三種方式的區別在於：跳轉到執行任務切換的處理函數的方式，但三者的上下文保存與切換代碼完全一致。① SysTick中斷方式周期性地檢查並進行任務切換，該中斷優先級被設置為2，防止其搶占正在執行的中斷處理而引發錯誤（若SysTick中斷通過搶占其他中斷而進入，那么在進行上下文切換時，會把被其打斷的中斷處理函數的上下文CSA地址保存到最近一次運行的任務TCB.TopOfStack中，而將PCX指向新任務的CSA地址，因此SysTick中斷退出時會將新任務的上下文恢復到寄存器中從而執行新任務，而不是返回到被搶占的中斷中繼續執行，於是整個系統都會亂掉。進入SysTick中斷后的CSA情況為：PCX->Breaked Int's CSA -> 最近一個任務的CSA）；② 任務中調用的任務切換的方式為立即進行任務切換（陷阱的優先級高於中斷）；③ 而中斷中調用的任務切換方式為觸發一個可掛起的軟件中斷，其優先級被設置為1，原因和SysTick中斷一樣。實際上，ARM-CM3中使用PendSV進行任務切換也是基於這個原因（CM3中的FreeRTOS任務切換方式有兩種：SysTick（Trap）和PendSV（SW Int），其實SysTick也是用了PendSV，Pend是指可被懸起的意思）。三種方式對應的任務切換處理函數在port.c中定義，代碼如下：

（1）

void prvTrapYield( int iTrapIdentification )
{
    uint32_t *pxUpperCSA = NULL;
    uint32_t xUpperCSA = 0UL;
    extern volatile uint32_t *pxCurrentTCB;

    switch( iTrapIdentification )
    {
        case portSYSCALL_TASK_YIELD:

            _disable();
            _dsync();
            xUpperCSA = _mfcr( CPU_PCXI );
            pxUpperCSA = portCSA_TO_ADDRESS( xUpperCSA );
            *pxCurrentTCB = pxUpperCSA[ 0 ];
            vTaskSwitchContext();
            pxUpperCSA[ 0 ] = *pxCurrentTCB;
            SRC_GPSR00.B.SRR = 0;
            _isync();
            break;

        default:
            /* Unimplemented trap called. */
            configASSERT( ( ( volatile void * ) NULL ) );
            break;
    }
}

（2）

static void prvInterruptYield( int iId )
{
    uint32_t *pxUpperCSA = NULL;
    uint32_t xUpperCSA = 0UL;
    extern volatile uint32_t *pxCurrentTCB;

    /* Just to remove compiler warnings. */
    ( void ) iId;

    _disable();
    _dsync();
    xUpperCSA = _mfcr( CPU_PCXI );
    pxUpperCSA = portCSA_TO_ADDRESS( xUpperCSA );
    *pxCurrentTCB = pxUpperCSA[ 0 ];
    vTaskSwitchContext();
    pxUpperCSA[ 0 ] = *pxCurrentTCB;
    SRC_GPSR00.B.SRR = 0;
    _isync();
}

（3）

static void prvSystemTickHandler( int iArg )
{
    uint32_t ulSavedInterruptMask;
    uint32_t *pxUpperCSA = NULL;
    uint32_t xUpperCSA = 0UL;
    extern volatile uint32_t *pxCurrentTCB;
    int32_t lYieldRequired;

    /* Clear the interrupt source. */
    IfxStm_clearCompareFlag( &MODULE_STM0, IfxStm_Comparator_0 );

    /* Reload the Compare Match register for X ticks into the future.
    IfxStm_increaseCompare( &MODULE_STM0, IfxStm_Comparator_0, ulCompareMatchValue );

    /* Kernel API calls require Critical Sections. */
    ulSavedInterruptMask = portSET_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR();
    {
        /* Increment the Tick. */
        lYieldRequired = xTaskIncrementTick();
    }
    portCLEAR_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR( ulSavedInterruptMask );

    if( lYieldRequired != pdFALSE )
    {
        _disable();
        _dsync();
        xUpperCSA = _mfcr( CPU_PCXI );
        pxUpperCSA = portCSA_TO_ADDRESS( xUpperCSA );
        *pxCurrentTCB = pxUpperCSA[ 0 ];
        vTaskSwitchContext();
        pxUpperCSA[ 0 ] = *pxCurrentTCB;
        SRC_GPSR00.B.SRR = 0;
        _isync();
    }
}