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前言
- 20201012
- LiteOS 2018
- 建議先瞄一眼 輔助參考程式碼 章節
筆錄草稿
核心原始碼分析
- 這裡主要分析系統排程的彙編部分，也是排程的底層核心部分。
osTaskSchedule函式原始碼分析
- osTaskSchedule 原始碼 （ 位於檔案 los_dispatch_keil.S 中 ）
-
往暫存器 OS_NVIC_INT_CTRL 中寫入 OS_NVIC_PENDSVSET 值
- OS_NVIC_INT_CTRL 為 Interrupt Control State Register，該暫存器可配置內容如下
- set a pending Non-Maskable Interrupt (NMI)
- set or clear a pending SVC
- set or clear a pending SysTick
- check for pending exceptions
- check the vector number of the highest priority pended exception
- check the vector number of the active exception.
- 設定如圖，觸發 PendSV 中斷
- OS_NVIC_INT_CTRL 為 Interrupt Control State Register，該暫存器可配置內容如下
-
退出 osTaskSchedule 函式，即是返回上層函式
-
osTaskSchedule
LDR R0, =OS_NVIC_INT_CTRL
LDR R1, =OS_NVIC_PENDSVSET
STR R1, [R0]
BX LR
- OS_NVIC_INT_CTRL 定義 （ 位於檔案 los_hwi.h 中 ）
/**
* @ingroup los_hwi
* Interrupt control and status register.
*/
#define OS_NVIC_INT_CTRL 0xE000ED04
- OS_NVIC_INT_CTRL 定義 （ 位於檔案 los_dispatch_keil.S 中 ）
OS_NVIC_PENDSVSET EQU 0x10000000
osPendSV函式原始碼分析
- PendSV 中斷的回撥函式就是
void osPendSV(void); - osPendSV 原始碼 （ 位於檔案 los_dispatch_keil.S 中 ）
- 讀取 PRIMASK 的值到 R12 中，即是儲存中斷狀態
- 遮蔽全域性中斷
- 判斷是否呼叫 TaskSwitch 函式
- 如果巨集 LOSCFG_BASE_CORE_TSK_MONITOR 為 NO，則執行 TaskSwitch 函式
- 如果巨集 LOSCFG_BASE_CORE_TSK_MONITOR 為 YES，則在下面執行 osTaskSwitchCheck 函式
- 壓棧保護暫存器 R12和LR
- 執行 R2 函式，也就是 osTaskSwitchCheck 函式
- 原始碼解析路徑：
LOS_KernelInit() --> osTaskMonInit() --> g_pfnTskSwitchHook = osTaskSwitchCheck; - 讀者可以自己追蹤一下
- 原始碼解析路徑：
- 恢復 R12和LR
osPendSV
MRS R12, PRIMASK
CPSID I
LDR R2, =g_pfnTskSwitchHook ; C: R2 = &g_pfnTskSwitchHook;
LDR R2, [R2] ; C: R2 = *R2; ==》 R2 = g_pfnTskSwitchHook;
CBZ R2, TaskSwitch ; C: if(g_pfnTskSwitchHook == 0) TaskSwitch();
PUSH {R12, LR} ; 將 R12 和 LR 暫存器壓棧
BLX R2 ; 跳到 R2
POP {R12, LR} ; 出棧到暫存器 R12 和 LR
- PRIMASK 說明
- 這是個只有單一位元的暫存器
- 被置 1 後，就關掉所有可遮蔽的異常，只剩下 NMI 和 硬fault 可以響應
- 預設值是0，表示沒有關中斷。
- 指令 CBZ
- 比較 為 0 則跳轉，如：
CBZ x1,fun; 表示如果 x1 為 0，則跳轉到 fun。
- 比較 為 0 則跳轉，如：
- 語句
PUSH {R12, LR}和POP {R12, LR}（個人理解，望指正）- {} 內先排序，根據暫存器 PS 的走向排序，最終目標是，下面那點
- 小端模式：低編號暫存器對應低地址
PUSH {R12, LR}- 順序：LR R12
- 壓棧：先壓 LR，PS -= 4
- 壓棧：再壓 R12，PS -= 4
PUSH {R12, LR}- 順序：R12 LR
- 壓棧：先出 R12，PS += 4
- 壓棧：再壓 LR，PS += 4
TaskSwitch函式原始碼分析
- 如果使用者沒有開啟任務堆疊監測，即巨集 LOSCFG_BASE_CORE_TSK_MONITOR 配置為 NO，就執行本函式。
- PSP 更新給 R0
- 手動把 R4-R12 壓棧
- R0-R3,R12,LR,PC,xPSR 這些暫存器已經自動壓棧了
- 更新當前執行任務棧 g_stLosTask.pstRunTask.pStackPointer 指標
- 更新當前任務狀態，取消 OS_TASK_STATUS_RUNNING 執行態
- 先獲取當前任務的狀態暫存器
- 再取消 OS_TASK_STATUS_RUNNING 執行態
- 最後再賦值回
g_stLosTask.pstRunTask.usTaskStatus
- 更新當前執行任務變數
*g_stLosTask.pstRunTask = *g_stLosTask.pstNewTask; - 更新準備執行的任務的狀態，更新執行態 OS_TASK_STATUS_RUNNING （注：此時
*g_stLosTask.pstRunTask和*g_stLosTask.pstNewTask是一樣的，指向同一個任務） - 準備執行的任務手動出棧
- 更新準備執行的任務的 PSP 值
- 恢復原有的中斷狀態
- 返回到上層函式中，如
osSchedule或LOS_Schedule函式中
TaskSwitch
MRS R0, PSP ;// R0 = PSP;
STMFD R0!, {R4-R12} ;// 手動壓棧，先減再壓，小端，且棧往下生長
LDR R5, =g_stLosTask ;// R5 = g_stLosTask; ==> R5 = g_stLosTask.pstRunTask;
LDR R6, [R5] ;// R6 = *(g_stLosTask.pstRunTask); ==> R6 = g_stLosTask.pstRunTask.pStackPointer;
STR R0, [R6] ;// *(g_stLosTask.pstRunTask.pStackPointer) = R0;
LDRH R7, [R6 , #4] ;// R7 = *(&(g_stLosTask.pstRunTask.usTaskStatus)); ==> R7 = g_stLosTask.pstRunTask.usTaskStatus;
MOV R8,#OS_TASK_STATUS_RUNNING ;// R8 = OS_TASK_STATUS_RUNNING;
BIC R7, R7, R8 ;// R7 &= ~R8;
STRH R7, [R6 , #4] ;// g_stLosTask.pstRunTask.usTaskStatus = R7;
LDR R0, =g_stLosTask ;// R0 = g_stLosTask; ==> R0 = g_stLosTask.pstRunTask;
LDR R0, [R0, #4] ;// R0 = *(g_stLosTask.pstNewTask); ==> R0 = g_stLosTask.pstNewTask.pStackPointer;
STR R0, [R5] ;// g_stLosTask.pstRunTask.pStackPointer = g_stLosTask.pstNewTask.pStackPointer; ==> *g_stLosTask.pstRunTask = *g_stLosTask.pstNewTask;
LDRH R7, [R0 , #4] ;// R7 = *(&(g_stLosTask.pstNewTask.usTaskStatus)); ==> R7 = g_stLosTask.pstNewTask.usTaskStatus;
MOV R8, #OS_TASK_STATUS_RUNNING ;// R8 = OS_TASK_STATUS_RUNNING;
ORR R7, R7, R8 ;// R7 |= R8;
STRH R7, [R0 , #4] ;// g_stLosTask.pstNewTask.usTaskStatus = R7;
LDR R1, [R0] ;// R1 = *(g_stLosTask.pstNewTask.pStackPointer);
LDMFD R1!, {R4-R12} ;// 手動出棧，先出棧後增，小端，且棧往上生長
MSR PSP, R1 ;// PSP = R1; // 更新 PSP 值
MSR PRIMASK, R12 ;// 恢復原有的中斷狀態
BX LR ;// 返回到上層函式中，如 `osSchedule` 或 `LOS_Schedule` 函式中
ALIGN
END
排程上層原始碼分析
osSchedule函式原始碼分析
- osSchedule 函式多用於建立任務函式和刪除任務函式。
/*****************************************************************************
Function : osSchedule
Description : task scheduling
Input : None
Output : None
Return : None
*****************************************************************************/
LITE_OS_SEC_TEXT VOID osSchedule(VOID)
{
osTaskSchedule();
}
LOS_Schedule函式原始碼分析
- LOS_Schedule 函式為系統常用的排程函式。
- 簡單流程
- 鎖中斷
- 從就緒列表中獲取最合適的任務，賦值給 g_stLosTask.pstNewTask ，為下一個執行的任務
- 判斷當前執行的任務和就緒列表中最適合的任務是否為同一個任務
- 是
- 判斷是否鎖任務排程
- 是
- 否
- 解鎖中斷
- 進行排程操作：
osTaskSchedule(); return;
- 判斷是否鎖任務排程
- 否
- 是
- 解鎖中斷
/*****************************************************************************
Function : LOS_Schedule
Description : Function to determine whether task scheduling is required
Input : None
Output : None
Return : None
*****************************************************************************/
LITE_OS_SEC_TEXT VOID LOS_Schedule(VOID)
{
UINTPTR uvIntSave;
uvIntSave = LOS_IntLock(); // 鎖中斷
/* Find the highest task */
g_stLosTask.pstNewTask = LOS_DL_LIST_ENTRY(osPriqueueTop(), LOS_TASK_CB, stPendList); // 從就緒列表中獲取最合適的任務，賦值給 g_stLosTask.pstNewTask ，為下一個執行的任務
/* In case that running is not highest then reschedule */
if (g_stLosTask.pstRunTask != g_stLosTask.pstNewTask) // 不是同一個任務就進行排程準備
{
if ((!g_usLosTaskLock)) // 判斷是否鎖任務了
{
(VOID)LOS_IntRestore(uvIntSave); // 解鎖中斷
osTaskSchedule(); // 排程操作
return; // 返回
}
}
(VOID)LOS_IntRestore(uvIntSave); // 解鎖中斷
}
輔助參考程式碼
任務控制塊 LOS_TASK_CB 原始碼參考
- 上述程式碼分析理解時需要了解這個結構體佈局。
/**
* @ingroup los_task
* Define the task control block structure.
*/
typedef struct tagTaskCB
{
VOID *pStackPointer; /**< Task stack pointer */
UINT16 usTaskStatus;
UINT16 usPriority;
UINT32 uwStackSize; /**< Task stack size */
UINT32 uwTopOfStack; /**< Task stack top */
UINT32 uwTaskID; /**< Task ID */
TSK_ENTRY_FUNC pfnTaskEntry; /**< Task entrance function */
VOID *pTaskSem; /**< Task-held semaphore */
VOID *pTaskMux; /**< Task-held mutex */
UINT32 uwArg; /**< Parameter */
CHAR *pcTaskName; /**< Task name */
LOS_DL_LIST stPendList;
LOS_DL_LIST stTimerList;
UINT32 uwIdxRollNum;
EVENT_CB_S uwEvent;
UINT32 uwEventMask; /**< Event mask */
UINT32 uwEventMode; /**< Event mode */
VOID *puwMsg; /**< Memory allocated to queues */
} LOS_TASK_CB;
LiteOS中斷向量表(二次命名版)
- 中斷向量表原始碼 （位於檔案 los_hwi.c 中）
HWI_PROC_FUNC m_pstHwiForm[OS_VECTOR_CNT] =
{
(HWI_PROC_FUNC)0, // [0] Top of Stack
(HWI_PROC_FUNC)Reset_Handler, // [1] reset
(HWI_PROC_FUNC)osHwiDefaultHandler, // [2] NMI Handler
(HWI_PROC_FUNC)osHwiDefaultHandler, // [3] Hard Fault Handler
(HWI_PROC_FUNC)osHwiDefaultHandler, // [4] MPU Fault Handler
(HWI_PROC_FUNC)osHwiDefaultHandler, // [5] Bus Fault Handler
(HWI_PROC_FUNC)osHwiDefaultHandler, // [6] Usage Fault Handler
(HWI_PROC_FUNC)0, // [7] Reserved
(HWI_PROC_FUNC)0, // [8] Reserved
(HWI_PROC_FUNC)0, // [9] Reserved
(HWI_PROC_FUNC)0, // [10] Reserved
(HWI_PROC_FUNC)osHwiDefaultHandler, // [11] SVCall Handler
(HWI_PROC_FUNC)osHwiDefaultHandler, // [12] Debug Monitor Handler
(HWI_PROC_FUNC)0, // [13] Reserved
(HWI_PROC_FUNC)osPendSV, // [14] PendSV Handler
(HWI_PROC_FUNC)osHwiDefaultHandler, // [15] SysTick Handler
};
參考
連結
- LiteOS原始碼連結
- 常見問題
- 華為開發者社群
- 華為LiteOS官方教程
- 我的原始碼
- 包含 裸機原始碼
- LiteOS 工程模板
- 其它關於 LiteOS 的 demo 及 note