PendSV异常介绍、用于上下文切换

在这里，非常感谢《cortex-cm3权威指南》的翻译者。

 

PendSV 的典型使用场合是在上下文切换时（在不同任务之间切换）。 例如， 一个系统中有两个就绪的任务，上下文切换被触发的场合可以是：

1 执行一个系统调用

2 系统滴答定时器（SYSTICK）中断，（轮转调度中需要）

让我们举个简单的例子来辅助理解。假设有这么一个系统，里面有两个就绪的任务，并且通过 SysTick 异常启动上下文切换。如图 7.15 所示。

上图是两个任务轮转调度的示意图。但若在产生 SysTick 异常时正在响应一个中断，则SysTick 异常会抢占其 ISR。在这种情况下， OS 不得执行上下文切换，否则将使中断请求被延迟，而且在真实系统中延迟时间还往往不可预知——任何有一丁点实时要求的系统都决不能容忍这种事。因此，在 CM3 中也是严禁没商量——如果 OS 在某中断活跃时尝试切入线程模式，将触犯用法 fault 异常。

为解决此问题，早期的 OS 大多会检测当前是否有中断在活跃中，只有没有任何中断需要响应时，才执行上下文切换（切换期间无法响应中断）。然而，这种方法的弊端在于，它可以把任务切换动作拖延很久（因为如果抢占了 IRQ，则本次 SysTick 在执行后不得作上下

文切换，只能等待下一次 SysTick 异常），尤其是当某中断源的频率和 SysTick 异常的频率比较接近时，会发生“共振”。

 

现在好了， PendSV 来完美解决这个问题了。PendSV 异常会自动延迟上下文切换的请求，

直到其它的 ISR 都完成了处理后才放行。为实现这个机制，需要把 PendSV 编程为最低优先级的异常。如果 OS 检测到某 IRQ 正在活动并且被 SysTick 抢占，它将悬起一个 PendSV 异常，以便缓期执行上下文切换。如图 7.17 所示：

 

个中事件的流水账记录如下：

1. 任务 A 呼叫 SVC 来请求任务切换（例如，等待某些工作完成）

2. OS 接收到请求，做好上下文切换的准备，并且 pend 一个 PendSV 异常。

3. 当 CPU 退出 SVC 后，它立即进入 PendSV，从而执行上下文切换。

4. 当 PendSV 执行完毕后，将返回到任务 B，同时进入线程模式。

5. 发生了一个中断，并且中断服务程序开始执行

6. 在 ISR 执行过程中，发生 SysTick 异常，并且抢占了该 ISR。

7. OS 执行必要的操作，然后 pend 起 PendSV 异常以作好上下文切换的准备。

8. 当 SysTick 退出后，回到先前被抢占的 ISR 中， ISR 继续执行

9. ISR 执行完毕并退出后， PendSV 服务例程开始执行，并且在里面执行上下文切换

10. 当 PendSV 执行完毕后，回到任务 A，同时系统再次进入线程模式。

 

这就是PendSV切换上下文的介绍！