一、開啟任務調度器

函數原型：

void vTaskStartScheduler( void )

作用：用于啟動任務調度器，任務調度器啟動后， FreeRTOS 便會開始進行任務調度

內部實現機制（以動態創建為例）：

（1）首先，判斷動態創建任務 or 靜態創建任務

（2）創建空閑任務

（3）如果使能軟件定時器，則創建軟件定時器任務

（4）關閉中斷，防止調度器開啟之前或過程中，受中斷干擾，會在運行第一個任務時打開中斷?

（5）初始化全局變量，并將任務調度器的運行標志設置為已運行?

（6）初始化任務運行時間統計功能的時基定時器

（7）調用函數 xPortStartScheduler()

xPortStartScheduler() ：

（1）檢測用戶在 FreeRTOSConfig.h 文件中對中斷的相關配置是否有誤

（2）配置 PendSV 和 SysTick 的中斷優先級為最低優先級

（3）調用函數 vPortSetupTimerInterrupt()配置 SysTick（主要配置定時器的中斷周期）

（4）初始化臨界區嵌套計數器為 0

（5）調用函數 prvEnableVFP()使能 FPU（M4與M7內核才有FPU）

（6）調用函數 prvStartFirstTask()啟動第一個任務

二、啟動第一個任務

????????要運行任務，必須把任務的寄存器的值加載到CPU的寄存器中，任務A的寄存器值，在一開始創建任務時就保存在任務堆棧里邊

注：

1、中斷產生時，硬件自動將xPSR，PC(R15)，LR(R14)，R12，R3-R0出/入棧（保存和恢復）；
而R4~R11需要手動出/入棧（保存和恢復）

2、進入中斷后硬件會強制使用MSP指針 ，此時LR(R14）的值將會被自動被更新為特殊的EXC_RETURN

2.1 開啟第一個任務函數：prvStartFirstTask?（）

__asm void prvStartFirstTask( void )
{/* 八字節對齊 */PRESERVE8/* 將向量表偏移量寄存器地址存儲到R0 */ldr r0, =0xE000ED08/* 向量表偏移量寄存器存儲著向量表的起始地址 *//* 將向量表起始地址存儲到R0 */ldr r0, [ r0 ]/* 將MSP的初始值存儲到R0 */ldr r0, [ r0 ]/* 使MSP回到最初值 */msr msp, r0/* 使能中斷 */cpsie icpsie fdsbisb/* 觸發SVC中斷，開啟第一個任務 */svc 0nopnop
/* *INDENT-ON* */
}

功能：用于初始化啟動第一個任務前的環境，主要是獲取MSP 指針的初始值，并使能全局中斷，觸發SVC，開啟一個任務

Q：向量表偏移量寄存器為什么會出現在這？

?答：

?????????經過前面一系列的操作，MSP的值已經改變，為了獲取MSP的初始值，需要通過VTOR寄存器，找到向量表的起始地址，再通過此地址才可以找到MSP的初始值

程序在運行過程中需要一定的棧空間來保存局部變量等一些信息。當有信息保存到棧中時，
MCU 會自動更新 SP 指針，ARM Cortex-M 內核提供了兩個棧空間：

（1）MSP（主堆棧指針）：它由 OS 內核、異常服務例程以及所有需要特權訪問的應用程序代碼來使用

（2）PSP（進程堆棧指針）：用于常規的應用程序代碼（不處于異常服務例程中時）

在FreeRTOS中，中斷使用MSP（主堆棧），中斷以外使用PSP（進程堆棧）

?

2.2 SVC中斷函數：void vPortSVCHandler( )

函數功能：恢復現場、開啟中斷，并跳轉到PC所指向的函數中（第一個任務函數中）

    //進行8字節對齊 PRESERVE8//將當前任務TCB結構體的指針的地址存儲在R3ldr r3, = pxCurrentTCB   /* Restore the context. *///通過地址找到當前任務結構的地址ldr r1, [ r3 ] /* Use pxCurrentTCBConst to get the pxCurrentTCB address. *///通過地址找到第一個成員變量，棧頂指針（保存著更新后的地址，已經開辟了寄存器組的空間）ldr r0, [ r1 ]           /* The first item in pxCurrentTCB is the task top of stack. *///出棧ldmia r0 !, { r4 - r11 } /* 將出棧后的棧頂指針的值賦值給PSP，用于后面的現場保存 */msr psp, r0 /* Restore the task stack pointer. */isb//R0清0mov r0, # 0//使能所有中斷msr basepri, r0//R14與0xd進行或運算，表示退出中斷后，進入線程模式，并使用PSPorr r14, # 0xd//跳轉到PC所指向地址的函數中bx r14

?

?

R14：鏈接寄存器，在中斷中記錄了異常返回值 EXC_RETURN

????????當從 SVC 中斷服務退出前，通過向 r14 寄存器最后 4 位按位或上 0x0D，使得硬件在退出時使用進程堆棧指針 PSP 完成出棧操作并返回后進入任務模式、返 回 Thumb 狀態。在 SVC 中斷服務里面，使用的是 MSP 堆棧指針，是處在 ARM 狀態。

????????當 r14 為 0xFFFFFFFX，執行是中斷返回指令，cortext-m3 的做法，X 的 bit0 為 1 表示 返回 thumb 狀態，bit1 和 bit2 分別表示返回后 sp 用 msp 還是 psp、以及返回到特權模式還 是用戶模式

????????異常返回，這個時候出棧使用的是 PSP 指針，自動將棧中的剩下 內容加載到 CPU 寄存器： xPSR，PC（任務入口地址），R14，R12，R3，R2，R1，R0 （任務的形參）同時 PSP 的值也將更新，即指向任務棧的棧頂

?

注意：SVC中斷只在啟動第一次任務時會調用一次，以后均不調用 ?

三、任務切換

本質：CPU寄存器值的切換

?假設當由任務A切換到任務B時，主要分為兩步：

????????第一步：需暫停任務A的執行，并將此時任務A的寄存器保存到任務堆棧，這個過程叫做保存現場；

????????第二步：將任務B的各個寄存器值（被存于任務堆棧中）恢復到CPU寄存器中，這個過程叫做恢復現場；

對任務A保存現場，對任務B恢復現場，這個整體的過程稱之為：上下文切換

注意：任務切換的過程在PendSV中斷服務函數里邊完成?