FreeRTOS 在Tricore上的三种任务切换方式

FreeRTOS 在Tricore上的三种任务切换方式如下：

（1）任务中调用任务切换

　　切换函数：portYIELD()/portYIELD_WITHIN_API()/taskYEILD()

　　处理器资源：Trap_class6_TIN0

　　触发方式：_syscall(0)

　　处理函数：void prvTrapYield( int iTrapIdentification )

　　使用场合：例如 ①任务调用vTaskDelay()时，其内部会执行portYIELD_WITHIN_API()进行任务切换；②调用xQueueSend()函数时，会检查是否使某一阻塞态任务解阻塞，若是，则调用portYIELD_WITHIN_API()进行任务切换

（2）中断中调用任务切换

　　切换函数：portYIELD_FROM_ISR()/taskYEILD_FROM_ISR()

　　处理器资源：GPSRx0

　　触发方式：GPSRx0.B.SETR = 1或INT_SRB0.B.TRIG0 = 1 

　　处理函数：static void prvInterruptYield( int iId )

　　使用场合：在中断中调用进行任务切换，例如在中断中向队列中写数据xQueueSendFromISR( xQueue, &xHigherPriorityTaskWoken );，然后使用portYIELD_FROM_ISR( xHigherPriorityTaskWoken )进行任务切换。

（3）systick中断中的任务切换

　　切换函数：在StmISR中进行

　　处理器资源：SysTimerx

　　触发方式：SysTimerx  COMP0计数器溢出触发中断

　　处理函数：static void prvSystemTickHandler( int iArg )

　　使用场合：每次进入中断，都会检查是否有延时任务超时，若有，则进行一次任务切换

 

三种方式的区别在于：跳转到执行任务切换的处理函数的方式，但三者的上下文保存与切换代码完全一致。① SysTick中断方式周期性地检查并进行任务切换，该中断优先级被设置为2，防止其抢占正在执行的中断处理而引发错误（若SysTick中断通过抢占其他中断而进入，那么在进行上下文切换时，会把被其打断的中断处理函数的上下文CSA地址保存到最近一次运行的任务TCB.TopOfStack中，而将PCX指向新任务的CSA地址，因此SysTick中断退出时会将新任务的上下文恢复到寄存器中从而执行新任务，而不是返回到被抢占的中断中继续执行，于是整个系统都会乱掉。进入SysTick中断后的CSA情况为：PCX->Breaked Int's CSA -> 最近一个任务的CSA）；② 任务中调用的任务切换的方式为立即进行任务切换（陷阱的优先级高于中断）；③ 而中断中调用的任务切换方式为触发一个可挂起的软件中断，其优先级被设置为1，原因和SysTick中断一样。实际上，ARM-CM3中使用PendSV进行任务切换也是基于这个原因（CM3中的FreeRTOS任务切换方式有两种：SysTick（Trap）和PendSV（SW Int），其实SysTick也是用了PendSV，Pend是指可被悬起的意思）。三种方式对应的任务切换处理函数在port.c中定义，代码如下：

（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();
    }
}