RTOS的任务切换核心程序
工作中做项目经常会用到FreeRTOS，但是由于不理解底层的源代码，所以用起来也只是会用，而为什么要这样使用，确很少能够深究。尝试去阅读FreeRTOS的源代码，由于缺少对RTOS的整体架构的理解，总是顾头不顾尾。于是想自己尝试编写RTOS，做一个简单的任务的切换。荣幸听了一位大神的从0到1写RTOS，才有勇气到这里发表一些小小的个人理解。这篇文章主要是我对RTOS任务切换核心程序的理解。
任务开始时，先创建任务栈寄存器，并对对其进行初始化。这里我们创建32字节的数组模拟栈空间，并对其进行如下所示的初始化：
空间大小有32*4 = 128字节大小，初始化的函数如下所示：
假如使用的数组空间分布如下所示：
任务切换的函数核心，也就是pendsv中断函数的核心如下所示：
__asm void PendSV_Handler(void)
{
IMPORT currentTask
IMPORT nextTask
MRS R0,PSP
CBZ R0,PendSVHander_nosave
STMDB R0!,{R4-R11}
LDR R1,=currentTask
LDR R1,[R1]
STR R0,[R1]
PendSVHander_nosave
LDR R0,=currentTask
LDR R1,=nextTask
LDR R2,[R1]
STR R2,[R0]
LDR R0,[R2]
LDMIA R0!,{R4-R11}
MSR PSP,R0
ORR LR,LR,#0x04
BX LR
}
下面我们将对上面程序的主要意思进行讲解。
首次执行第一个任务的时候，PSP会被设置为0。触发PENDSV中断发生后，进行如下所示的操作，将nextTask任务值保存到currentTask中，而此时nextTask的值是0x20000070，从R0（0x20000070）中弹出R4~R11寄存器的值到，弹出寄存器后的R0值为0x20000090，保存R0的值到PSP中，执行寄存器跳转指令，跳出到PC指针指向的函数位置，此时栈空间的地址为0x200000B0，此时开始执行第一个任务。第一个任务执行完毕后，开始执行任务调度函数，判断当前是否是第一个任务，如果是就切换到第二个任务中。nextTask = taskTable[1]，进行任务的切换，启动PENDSV中断。
此时的PSP的值从0x200000B0，变化为0x2000000A8，进入到中断后，前面32个字节是硬件自动保存的特殊寄存器，保存后的PSP的值为0x200000088，然后调用STMDB指令，将R0地址循环的减一，保存R4-R11寄存器的值，此时的R0的值变化为0x20000068，需要将这个值保存到currentTask中，而currentTask是和taskTable[0]对应，所以此时taskTable[0]保存了currentTask的值。也就是保存了上一个任务的状态寄存器的值。接下来开始执行将nextTask的值复制到currentTask中，通过LDMIA命令，将R4-R11的返回到R0变量中。赋值R0的变量到PSP中，此时PSP保存的是第二个任务的栈地址，跳出BX LR到寄存器中，运行第二个任务。
要注意的问题；
1、PENDSV函数中，硬件会自动将XPSR,PC,LR,R12,R3,R2,R1保存到SP（R13）表示的地址中。
2、需要创建任务列表tTask taskTable[2]，两个列表一个和currentTask对应，一个和nextTask对应；这个两个变量在对应的时候，有一定的技巧，需要注意。第一次运行的时候，没有currentTask，将nextTask赋值到currentTask中，而此时taskTable[0]是赋值给了nextTask的，也就导致了currentTask和taskTable[0]对应关系。
3、一个任务切换到另外一个任务中，需要将手动将R4-R11的值保存到PSP堆栈中，然后将此时新的R0值（此时任务1的最新的地址空间）赋值给currentTask，由于此时currentTask还是和taskTable[0]对应，所以，taskTable[0]就赋值了currentTask新的值。接下来会进行nextTask和currentTask任务的交换，将nextTask的值赋值到currentTask中
4、对ORR LR,LR,#0x04的理解，程序复位后，系统默认使用的是特权级的堆栈，而实际使用中，我们希望使用用户级堆栈。可以对LR寄存器进行如下所示的操作，将第二位赋值为1，表示返回后使用PSP堆栈。如下所示：
所以才有了上面的语句。（也可以参考cortexm3权威指南）