鸿蒙内核源码分析(任务切换篇) | 看汇编怎样切换任务

在鸿蒙的内核线程就是任务，系列篇中说的任务和线程当一个东西去明确.
一样平常二种场景下须要切换任务上下文:

  

• 在线程环境下，从当火线程切换到目标线程，这种方式也称为软切换，能由软件控制的自主式切换.哪些环境下会出现软切换呢?
  
     
  
  • 运行的线程申请某种资源(好比各种锁，读/写消息队列)失败时，须要自动开释CPU的控制权，将自己挂入等候队列，调理算法重新调理新任务运行.   
    
  • 每隔10ms就实行一次的OsTickHandler节奏处置惩罚函数，检测到任务的时间片用完了，就发起任务的重新调理，切换到新任务运行.   
    
  • 不管是内核态的任务照旧用户态的任务，于切换而言是同一处置惩罚，等量齐观的，由于切换是须要换栈运行，寄存器有限，须要频仍的复用，这就须要将当前寄存器值老师存到任务自己的栈中，以便别人用完了轮到自己再用时规复寄存器其时的值，确保老任务还能继续跑下去. 而生存寄存器次序的布局体叫:任务上下文(TaskContext).   
    
     
  
• 在停止环境下，从当火线程切换到目标线程，这种方式也称为硬切换.不由软件控制的被动式切换.哪些环境下会出现硬切换呢?
  
     
  
  • 由硬件产生的停止，好比 鼠标，键盘外部装备每次点击和敲打，屏幕的触摸，USB的插拔等等这些都是硬停止.同样的须要切换栈运行，须要复用寄存器，但与软切换不一样的是，硬切换会切换工作模式(停止模式).以是会更复杂点，但原理照旧一样要生存和规复切换现场寄存器的值， 而生存寄存器次序的布局体叫:任务停止上下文(TaskIrqContext).   
    
    
  

本篇详细说清楚以下几个题目:

  

• 任务上下文(TaskContext)怎么生存的?  
  
• 代码的实现细节是怎样的?  
  
• 怎样包管切换不会发生错误，指令不会丢失?
  

前置条件

一个任务要跑起来，须要两个必不可少的硬性条件:

  

• 1.从代码段哪个位置取指令? 也就是入口所在，main函数是应用步调的入口所在， 留意main函数也是一个线程，只是不须要你来new而已，加载步调阶段会默认创建好. run()是new一个线程实行的入口所在.高级语言是这么叫，但到了汇编层的叫法就是PC寄存器.给PC寄存器赋什么值，指令就从那边开始实行.
    
  
• 2.运行的园地(栈空间)在那边? ARM有7种工作模式，到了历程层面只须要思量内核模式和用户模式两种，对应到任务会有内核态栈空间和用户态栈空间.内核模式的任务只有内核态的栈空间，用户模式任务二者都有.栈空间是在初始化一个任务时就分配指定好的.以下是两种栈空间的初始化过程.为了简洁省去了部分代码，留下了核心部分.
  
  

1. //任务控制块中对两个栈空间的描述
2. typedef struct {
3.     VOID            *stackPointer;      /**< Task stack pointer */  //内核态栈指针，SP位置，切换任务时先保存上下文并指向TaskContext位置.
4.     UINT32          stackSize;          /**< Task stack size */     //内核态栈大小
5.     UINTPTR         topOfStack;         /**< Task stack top */      //内核态栈顶 bottom = top + size
6.     // ....
7.     UINTPTR         userArea;       //使用区域，由运行时划定，根据运行态不同而不同
8.     UINTPTR         userMapBase;    //用户态下的栈底位置
9.     UINT32          userMapSize;    /**< user thread stack size ，real size : userMapSize + USER_STACK_MIN_SIZE */
10. } LosTaskCB;   

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<hr>

1. //内核态运行栈初始化
2. LITE_OS_SEC_TEXT_INIT VOID *OsTaskStackInit(UINT32 taskID， UINT32 stackSize， VOID *topStack， BOOL initFlag)
3. {
4.     UINT32 index = 1;
5.     TaskContext *taskContext = NULL;
6.     taskContext = (TaskContext *)(((UINTPTR)topStack + stackSize) - sizeof(TaskContext));//上下文存放在栈的底部
7.     /* initialize the task context */ //初始化任务上下文
8.     taskContext->PC = (UINTPTR)OsTaskEntry;//程序计数器，CPU首次执行task时跑的第一条指令位置
9.     taskContext->LR = (UINTPTR)OsTaskExit;  /* LR should be kept， to distinguish it's THUMB or ARM instruction */

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