OS支持特性

一.简介

处理器架构实现了多个特性，保证OS设计的方便和高效，例如：

• 影子栈指针。有两个栈指针可用，MSP用于OS内核以及中断处理，PSP则应用于应用任务
• SysTick定时器。位于处理器内部的简单定时器，使得同一个嵌入式OS可用在多种Cortex-M微控制器上。
• SVC和PendSV异常。这两种异常对于嵌入式OS的操作非常重要，如上下文切换的实现等。
• 非特权执行等级。可以利用其实现一种基本安全模型，限制某些应用任务的访问权限。特权和非特权等级的分离还可以同存储器保护单元（MPU）一起使用。
• 排他访问。排他加载和存储指令用于OS中的信号量和互斥体（MUTEX）操作。

二.影子栈指针

Cortex-M处理器有两个栈指针：

• 主栈指针（MSP）为默认的栈指针。当CONTROL的bit[1]（SPSEL）为0时用于线程模式，在处理器中则总是使用。
• 进程栈指针（PSP），当CONTROL的bit[1](SPSEL)为1时用于线程模式。

对于具有嵌入式OS或RTOS的系统，每个应用任务都有自己的栈空间，如图所示，OS的上下文切换代码在每次上下文切换时都会更新PSP。

一般来说 ，要使用进程栈，需要将OS置于处理模式，直接编程PSP后利用异常返回流程“跳转”到应用任务。

例如，当OS从线程模式启动时，可以利用SVC异常进入处理模式，如图，然后可以创建进程栈中的栈帧，且触发使用PSP的异常返回。当加载栈帧时，应用任务就会启动。

 在OS设计中，需要在不同任务间切换，这一般被称作上下文切换，其通常在PendSV异常处理中执行，该异常可由SysTick异常触发。

上下文切换操作中需要：

• 将寄存器（R4~R11）的当前状态保存到当前栈中
• 保存当前PSP数值
• 将PSP设置为下一个任务的上一次SP的数值
• 恢复下一任务的上一次寄存器的数值
• 利用异常返回切换任务

如下图所示：

 需要注意的是，上下文切换在PendSV中执行，其异常优先级一般会被设置为最低。这样会避免在中断处理过程中产生上下文切换！

OS支持特性

原文：https://www.cnblogs.com/Random-Boy/p/14026329.html