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【简介】

          在之前的帖子中（【Freertos】任务管理）有介绍过FreeRtos 的任务管理的方式，我们以此为基础继续了解FreeRtos 的任务是如何启动的。FreeRtos 的第一个任务启动对应的ARM M7系列的芯片是通过，以下的接口来实现的，对应的代码如下：

static void prvPortStartFirstTask( void )
{
    /* Start the first task.  This also clears the bit that indicates the FPU is
     * in use in case the FPU was used before the scheduler was started - which
     * would otherwise result in the unnecessary leaving of space in the SVC stack
     * for lazy saving of FPU registers. */
    __asm volatile (
        " ldr r0, =0xE000ED08   \n" /* Use the NVIC offset register to locate the stack. */
        " ldr r0, [r0]          \n"
        " ldr r0, [r0]          \n"
        " msr msp, r0           \n" /* Set the msp back to the start of the stack. */
        " mov r0, #0            \n" /* Clear the bit that indicates the FPU is in use, see comment above. */
        " msr control, r0       \n"
        " cpsie i               \n" /* Globally enable interrupts. */
        " cpsie f               \n"
        " dsb                   \n"
        " isb                   \n"
        " svc 0                 \n" /* System call to start first task. */
        " nop                   \n"
        " .ltorg                \n"
        );
}

对应的函数调用路径如下：

上述代码会更新MSP的栈，开启中断，触发SVC 异常触发启动第一个任务。对应的SVC 异常代码如下：

void vPortSVCHandler( void )
{
    __asm volatile (
        "   ldr r3, pxCurrentTCBConst2      \n" /* Restore the context. */
        "   ldr r1, [r3]                    \n" /* Use pxCurrentTCBConst to get the pxCurrentTCB address. */
        "   ldr r0, [r1]                    \n" /* The first item in pxCurrentTCB is the task top of stack. */
        "   ldmia r0!, {r4-r11, r14}        \n" /* Pop the registers that are not automatically saved on exception entry and the critical nesting count. */
        "   msr psp, r0                     \n" /* Restore the task stack pointer. */
        "   isb                             \n"
        "   mov r0, #0                      \n"
        "   msr basepri, r0                 \n"
        "   bx r14                          \n"
        "                                   \n"
        "   .align 4                        \n"
        "pxCurrentTCBConst2: .word pxCurrentTCB             \n"
        );
}

以上的代码会读取 pxCurrentTCB 信息将对应的TCB中的第一个成员的地址中获取任务的初始参数并加载到通用寄存器中，然后将任务栈的栈帧赋值给PSP,然后返回系统就完成了第一个任务的调度运行。

这也是FreeRtos 中TCB 中第一个成员必须是栈指针的原因

对应的任务栈初次运行的环境配置代码如下：

/*
 * See header file for description.
 */
StackType_t * pxPortInitialiseStack( StackType_t * pxTopOfStack,
                                     TaskFunction_t pxCode,
                                     void * pvParameters )
{
    /* Simulate the stack frame as it would be created by a context switch
     * interrupt. */

    /* Offset added to account for the way the MCU uses the stack on entry/exit
     * of interrupts, and to ensure alignment. */
    pxTopOfStack--;

    *pxTopOfStack = portINITIAL_XPSR;                                    /* xPSR */
    pxTopOfStack--;
    *pxTopOfStack = ( ( StackType_t ) pxCode ) & portSTART_ADDRESS_MASK; /* PC */
    pxTopOfStack--;
    *pxTopOfStack = ( StackType_t ) portTASK_RETURN_ADDRESS;             /* LR */

    /* Save code space by skipping register initialisation. */
    pxTopOfStack -= 5;                            /* R12, R3, R2 and R1. */
    *pxTopOfStack = ( StackType_t ) pvParameters; /* R0 */

    /* A save method is being used that requires each task to maintain its
     * own exec return value. */
    pxTopOfStack--;
    *pxTopOfStack = portINITIAL_EXC_RETURN;

    pxTopOfStack -= 8; /* R11, R10, R9, R8, R7, R6, R5 and R4. */

    return pxTopOfStack;
}