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3.7 KiB
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; 文件名: context_switch.s
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; 目标平台: ARM Cortex-M3/M4 (STM32)
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; 工具链: ARM Compiler 6 (Keil MDK/ARMCLANG)
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; 描述: 通过 PendSV 异常实现 RTOS 上下文切换
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PRESERVE8 ; 强制栈按 8 字节对齐 (Cortex-M 硬件要求)
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THUMB ; 使用 Thumb-2 指令集
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AREA |.text|, CODE, READONLY ; 定义代码段
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EXPORT PendSV_Handler ; 导出 PendSV_Handler 符号
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IMPORT current_task ; 从 C 代码导入 current_task 指针
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IMPORT next_task ; 从 C 代码导入 next_task 指针
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IMPORT switch_to_next_task ; 从 C 代码导入 switch_to_next_task 函数
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PendSV_Handler PROC
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; 1. 关闭中断（确保上下文切换原子性）
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CPSID I ; 禁用中断 (PRIMASK=1)
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CPSID F ; 禁用快速中断 (FAULTMASK=1)
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; 2. 更新当前任务的栈指针到 TCB
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LDR R1, = current_task ; 加载 current_task 的地址到 R1
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LDR R1, [R1] ; 获取 current_task 指针的值（TCB地址）
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CBZ R1, switch_nosave ; 如果是系统的第一个运行任务，不需要保存
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; 3. 保存当前任务上下文（R4-R11 手动保存）
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; 硬件自动保存: R0-R3, R12, LR, PC, PSR (通过 PSP)
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MRS R0, PSP ; 获取当前任务的栈指针 PSP
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STMFD R0!, {R4-R11} ; 将 R4-R11 压入任务栈（地址递增）
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STR R0, [R1]
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switch_nosave
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; 4. 切换当前任务和下一个任务（调用 C 函数）
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BL switch_to_next_task ; 调用 C 函数切换 current_task 和 next_task
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; 5. 加载下一个任务的上下文
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LDR R1, = current_task ; 重新加载 current_task（此时已切换为新任务）
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LDR R2, [R1] ; 获取新任务的 TCB 地址
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LDR R0, [R2] ; 从 TCB 中获取新任务的栈指针 PSP
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; 6. 恢复新任务的 R4-R11 寄存器
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LDMFD R0!, {R4-R11} ; 从栈中弹出 R4-R11（地址递减）
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; 7. 更新 PSP 为新任务的栈指针
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MSR PSP, R0 ; 设置新任务的栈指针 PSP
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; 8. 恢复中断并退出异常
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CPSIE F ; 启用快速中断 (FAULTMASK=0)
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CPSIE I ; 启用中断 (PRIMASK=0)
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; 9. 异常返回（硬件自动恢复 R0-R3, R12, LR, PC, PSR）
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; LR 需包含 EXC_RETURN 值（例如 0xFFFFFFFD 表示使用 PSP）
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MOV LR, #0xFFFFFFFD ; EXC_RETURN 标志：返回线程模式并使用 PSP
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BX LR ; 退出异常，开始执行新任务
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ENDP
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ALIGN ; 确保代码对齐
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END
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