FreeRTOS-ARM架构、TCB结构体,调度机制

ARM架构

对于ARM架构来说,主要有3部分构成:CPU,RAM,FLASH。

CPU内部主要是运算单元和寄存器单元,可以读写RAM,修改内存,也可以读取FLASH里的汇编代码。

RAM为内部存储空间,有栈的数据结构,对于地址有内存存储,可被CPU改写。

FLASH为存储代码的空间,可被CPU读取。

Q:在任务切换时,所有寄存器都要保留吗?
A:都要保留,但是对于硬件中断来说,只需要保存用到的寄存器即可;对于子函数来说,不需要保存子函数用到的寄存器

创建任务:

FreeRTOS-ARM架构、TCB结构体,调度机制_第1张图片
第一个为函数地址,赋给PC寄存器
第二个为任务名
第三个为栈大小 每个任务都有自己的栈栈的大小由局部变量和调用深度决定
第四个为任务函数的入口参数,存在R0里

TCB结构体

对于每个任务在内存总都有相应的TCB结构体包含栈顶,两个链表(雾),优先级,栈的起始
FreeRTOS-ARM架构、TCB结构体,调度机制_第2张图片

在保存现场时,将16个寄存器的数据记录放在RAM栈中,下一次重新运行的时候从PC寄存器的地址运行

调度机制

优先级:
高优先级的任务,优先执行,可以抢占第有相机的任务
高优先级的任务不停止,低优先级的任务永远无法执行
同等优先级的任务,轮流执行:时间片轮转,最后放进链表的先执行,然后再从链表头运行,每个任务运行之后尾插到链表尾部

状态

运行态:running
就绪态:ready
阻塞:blocked(等待某件事
暂停:suspend(休息去了

怎么取出要运行的任务?
找到最高优先级的运行态,就绪态任务运行
如果平级,轮流执行:派对,链表前面的先运行,运行1个tick后,去链表尾部排队。

谁来调度?
Tick中断:每1ms产生一个中断,中断后调用Tick中断函数
Tick中断函数:
1)取出下一个TASK
2)保存当前Task;回复新的Task

链表理解调度机制

共有3种链表

pxReadyTasksList//如果有5个优先级(0-4)就由5个组成,通常在存在于pxReadyTasksList[0]链表尾部有一个空闲任务idle task,用于清除销毁任务的内存

pxDelayedTaskList//延迟类,先将该任务从pxReadyTasksList放进pxDelayedTaskList,休眠Xms,
每次Tick中断检查pxDelayedTaskList内的Task计时有没有到,
当到达设置时间点,将这个Task放回其优先级对应的pxReadyTasksList,然后再次调度此Task。

pxPendingReadyList

可抢占:高优先级的任务先运行
时间片轮转:同优先级的任务轮流执行
空闲任务礼让:如果同时优先级0的其他就绪任务,空闲任务主动放弃一次运行机会
最低优先级的中断比最高优先级的任务优先级高

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