LiteOS-任务篇-源码分析-系统启动函数

目录

• 前言
  • 链接
  • 参考
• 开启调度
  • LOS_Start 函数源码
    • osTickStart 函数源码
    • LOS_StartToRun 函数源码

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前言

• 20201009
• 移植好内核后，开始实战内核。
• 源码分析一般都在代码注释中。
• 本文LiteOS采用非接管中断方式。
• 本文源码基于 LiteOS 2018 源码，最新官方源码中都有注释，可参考。
• 本文源码与最新官方源码区别
  • 原理一样，源码稍有不同，且最新官方源码中带有注释。

链接

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• 常见问题
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• 我的源码
  • 包含 裸机源码
  • LiteOS 工程模板
  • 其它关于 LiteOS 的 demo 及 note

参考

• 上面链接

开启调度

  /* 开启调度 */
  LOS_Start();

LOS_Start 函数源码

• 具体的源码分析可看源码篇
• 主要内容
  • 配置RTOS的节拍定时器
  • 启动调度

/*****************************************************************************
 Function    : LOS_Start
 Description : Task start function
 Input       : None
 Output      : None
 Return      : LOS_OK on success or error code on failure
 *****************************************************************************/
LITE_OS_SEC_TEXT_INIT UINT32 LOS_Start(VOID)
{
    UINT32 uwRet;
/* 判断是否使用专用定时器 */
#if (LOSCFG_BASE_CORE_TICK_HW_TIME == NO) // 不使用专门的定时器
    uwRet = osTickStart(); // 开启调度

    if (uwRet != LOS_OK)
    {
        PRINT_ERR("osTickStart error\n");
        return uwRet;
    }
#else // 使用专门的定时器
    extern int os_timer_init(void);
    uwRet = os_timer_init(); // RTOS 配置的专用定时器
    if (uwRet != LOS_OK)
    {
        PRINT_ERR("os_timer_init error\n");
        return uwRet;
    }
#endif
    LOS_StartToRun(); // 启动调度，汇编
    return uwRet;
}

osTickStart 函数源码

• 宏说明
  • OS_SYS_CLOCK ： 系统时钟频率，单位：Hz （硬系统时钟频率，即是CPU频率）
  • LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND ： 每秒心跳次数 （软系统时钟频率，即是RTOS频率）
• 主要内容为：
  • 检查参数
  • 配置RTOS系统时钟滴答定时器

/*****************************************************************************
Function   : osTickStart
Description: Configure Tick Interrupt Start
Input   : none
output  : none
return  : LOS_OK - Success , or LOS_ERRNO_TICK_CFG_INVALID - failed
*****************************************************************************/
LITE_OS_SEC_TEXT_INIT UINT32 osTickStart(VOID)
{
    UINT32 uwRet;

    if ((0 == OS_SYS_CLOCK)
        || (0 == LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND)
        || (LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND > OS_SYS_CLOCK))/*lint !e506*/ /* 如果每秒心跳次数设置大于系统时钟频率的设置，则，ERROR */
    {
        return LOS_ERRNO_TICK_CFG_INVALID;
    }

#if (LOSCFG_PLATFORM_HWI == YES) // 开启中断接管
#if (OS_HWI_WITH_ARG == YES) // 参数配置项
    osSetVector(SysTick_IRQn, (HWI_PROC_FUNC)osTickHandler, NULL); // 设置中断向量表
#else
    osSetVector(SysTick_IRQn, osTickHandler); // 设置中断向量表
#endif
#endif

    g_uwCyclesPerTick = OS_SYS_CLOCK / LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND; // 算出每个心跳的周期
    g_ullTickCount = 0;

    uwRet = SysTick_Config(OS_SYS_CLOCK/LOSCFG_BASE_CORE_TICK_PER_SECOND); // 配置滴答定时器。参数为：两个中断之间的节拍数
    if (uwRet == 1)
    {
        return LOS_ERRNO_TICK_PER_SEC_TOO_SMALL;
    }

    return LOS_OK;
}

LOS_StartToRun 函数源码

• 分析再源码注释中
  • 简略步骤
    1. 将 SysTick 和 PendSVd 优先级设置为最低
    2. 将 g_bTaskScheduled 至为 1
    3. 设置控制寄存器为 CONTROL
    4. 更新当前运行任务 Set g_stLosTask.pstRunTask = g_stLosTask.pstNewTask;
    5. 更新当前运行任务的任务状态 Set g_stLosTask.pstRunTask->usTaskStatus |= OS_TASK_STATUS_RUNNING;
    6. 手动更新 PSP 值，恢复到栈顶
    7. 更新 LR 寄存器
    8. 开启中断
    9. 跳转到当前任务的 PC ，教继续运行任务。

LOS_StartToRun     ;系统启动函数
	;; C:*OS_NVIC_SYSPRI2 = OS_NVIC_PENDSV_PRI; // 配置 SysTick 与 PendSVd  的优先级(看图Priority config)
    LDR     R4, =OS_NVIC_SYSPRI2 ;OS_NVIC_SYSPRI2这个值给 R4
    LDR     R5, =OS_NVIC_PENDSV_PRI ;OS_NVIC_PENDSV_PRI这个值给 R5
    STR     R5, [R4] ;把 R5 的值存到 R4指定的地址中

	;; C:g_bTaskScheduled = 1;
    LDR     R0, =g_bTaskScheduled ;; 把变量 g_bTaskScheduled 的地址赋给 R0
    MOV     R1, #1 ;把 1 赋值给 R1 寄存器
    STR     R1, [R0]

	;; 把 2 赋给 程序状态寄存器 CONTROL
    MOV     R0, #2
    MSR     CONTROL, R0

	;; C:g_stLosTask.pstRunTask = g_stLosTask.pstNewTask;
    LDR     R0, =g_stLosTask ;; R2 = g_stLosTask.pstNewTask;
    LDR     R2, [R0, #4] ;
    LDR     R0, =g_stLosTask ;; g_stLosTask.pstRunTask = g_stLosTask.pstNewTask;
    STR     R2, [R0]

    ;; C:g_stLosTask.pstRunTask->usTaskStatus = g_stLosTask.pstRunTask->usTaskStatus | OS_TASK_STATUS_RUNNING; // 把当前任务状态更新为 OS_TASK_STATUS_RUNNING
    LDR     R3, =g_stLosTask ;; R0 = g_stLosTask.pstRunTask;
    LDR     R0, [R3]
    LDRH    R7, [R0 , #4] ;; R7 = g_stLosTask.pstRunTask->usTaskStatus;;
    MOV     R8,  #OS_TASK_STATUS_RUNNING
    ORR     R7,  R7,  R8 ;; R7 = g_stLosTask.pstRunTask->usTaskStatus | OS_TASK_STATUS_RUNNING
    STRH    R7,  [R0 , #4] ;; g_stLosTask.pstRunTask->usTaskStatus = g_stLosTask.pstRunTask->usTaskStatus | OS_TASK_STATUS_RUNNING;

    ;; C: R12 = *(g_stLosTask.pstRunTask->pStackPointer) + 36; // 先偏移栈指针（手动出栈） （R4-R11, PRIMASK）
    LDR     R12, [R0] ;; R12 = *(g_stLosTask.pstRunTask->pStackPointer);
    ADD     R12, R12, #36 ;; R12 = R12 + 36; // 跳过任务中原本属于寄存器 （R4-R11, PRIMASK）的值

    ;; 把 R12 作为基地址，出栈。LDMFD：先出栈后递增
    ;; R12 出栈到 R0，R12 递增 4；R12 出栈到 R1，R12 递增 4；......
    LDMFD   R12!, {R0-R7} ;; 把任务中原本属于寄存器 （R0-R3,   R12,   LR,   PC,   xPSR） 中的值分别复制到 （R0-R7）
    MSR     PSP, R12 ;; 更新 PSP 指针

    MOV     LR, R5 ;; 任务中的 LR 指针值赋给 LR 寄存器
   ;MSR     xPSR, R7 ;; 任务中的 xPSR 指针值赋给 xPSR 寄存器（屏蔽了）

    CPSIE   I ;; 开中断
    BX      R6 ;; 跳转到 当前任务的 PC 指针运行，并切换指令集

• 图-Priority config
  
  

• 该函数部分变量源码代码（参考）

  • 文件 los_dispatch_keil.S 中
    • OS_NVIC_SYSPRI2 EQU 0xE000ED20
    • OS_NVIC_PENDSV_PRI EQU 0xF0F00000
  • 文件 los_task.c 中
    • LITE_OS_SEC_BSS BOOL g_bTaskScheduled;
    • LITE_OS_SEC_BSS ST_LOS_TASK g_stLosTask;
      • 文件 los_task.ph 中

/**
 * @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;