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CPU上下文切换的详细资料讲解
王芳
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一 定义
当UCOS-III转向执行另一项新任务的时候，他保存了当前任务的CPU寄存器到堆栈，并从新任务的堆栈CPU寄存器载入CPU，这个过程叫做上下文切换
上下文切换需要一些开支，CPU的寄存器越多，开支越大。上下文切换的时间基本取决于有多少个CPU寄存器需要被存储和载入。上下文切换的代码是移植UCOS -II 时编写的，该部分代码要适用于处理器，这些代码被放在C和汇编文件中： OS_CPU.H，OS_CPU_C.C，OS_CPU_A.ASM。移植部分在下面会详细介绍，根据不同的CPU架构，移植的时候需要注意很多不部分细节。我们先来看一下常见CPU的结构：包含16个整数寄存器（R0~R15）和一个中断堆栈寄存器和状态寄存器。每个寄存器都是32位的，16个整数寄存器都是可以存储数据或者地址，指令指针寄存器是R15，两个堆栈指针是R14和R14‘，其实R14是指向任务的堆栈的指针TSP，R14’是指向ISR的堆栈的指针ISP。当CPU接收到一个中断的时候自动切换到ISR堆栈（也就是说CPU有独立用于处理中断的堆栈）在uC/OS-III 中，任务切换时的堆栈设置类似于中断发生时的那样，所有的CPU 寄存器都被保存。我们假定任务堆栈中的信息将要被载入到CPU 中，TSP 指向任务堆栈中最后一个被保存的寄存器。程序指针寄存器和状态寄存器是最先被保存在任务堆栈中。事实上，当中断发生时这些是被CPU 自动执行的。其它的寄存器通过软件被压入任务堆栈， TSP 不会被保存到堆栈，但会被保存到任务的TCB。ISP 指向当前中断堆栈的顶部。当中断服务程序被执行时，处理器把 R14“作为堆栈指针用于指向函数和局部参数。有两种上下文切换的方式：一个是任务级的，一个是中断级的，任务级切换时通过OSCtxSW（）实现的，实际上它是被 OS_TASK_SW宏调用的中断级切换是通过调用OSIntCtxSw（）实现。它是用汇编语言写的，保存于OS_CPU_A.ASM。
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