基于RISC-V內(nèi)核單片機移植RTOS實時操作系統(tǒng)(三)

接著以WCH沁恒微電子的赤菟V103(CH32V103)和赤菟V307(CH32V307)兩款RISC-V內(nèi)核單片機來詳細說下針對RISC-V平臺，移植實時操作系統(tǒng)的注意點。

今天聊下移植RTOS時RISC-V內(nèi)核時單片機切換至第一個任務(wù)。

以RT-Thread為例，rt-thread和其他RTOS有點區(qū)別的是其gcc下的入口函數(shù)定義為entry，而main函數(shù)則可以被初始化為線程之一，圖1為rt-thread的詳細的啟動流程。rt-thread定義一個rt_thread類型的全局指針rt_current_thread，用于實時獲取當(dāng)前運行的線程。從圖9可知，硬件啟動后進rtthread_startup，其開始進行了必要的初始化，如系統(tǒng)滴答定時器、堆、串口、調(diào)度器、定時器、main線程、空閑idle線程等等，最后執(zhí)行了rt_system_scheduler_start后轉(zhuǎn)交調(diào)度器執(zhí)行。其內(nèi)容如下圖2所示。

圖1 rt_thread啟動流程

圖2 調(diào)度器啟動

由圖2可知，其會查找優(yōu)先級較高的就緒組優(yōu)先級，并根據(jù)該優(yōu)先級查找就緒鏈表，獲取優(yōu)先級較高的任務(wù)并得到控制塊to_thread，然后調(diào)用rt_hw_context_switch_to切換至該任務(wù)。其是一段匯編實現(xiàn)的代碼，傳入的參數(shù)為該任務(wù)的sp指針。由前文可知，我們可以根據(jù)to_thread->sp得到該任務(wù)的堆棧位置，該堆棧的頂部空間存儲了執(zhí)行該任務(wù)時cpu寄存器的值，由此也可推測該部分匯編代碼主要完成的就是從sp處恢復(fù)cpu寄存器值，并轉(zhuǎn)而執(zhí)行該任務(wù)。其代碼如下圖3所示，詳見注釋。

圖3 切換至第一個任務(wù)

由上注釋分析可知，rt_hw_context_switch_to通過傳入的sp，恢復(fù)cpu寄存器，其中mepc寄存器任務(wù)初始化時設(shè)置為任務(wù)的入口地址，ra寄存器設(shè)置為返回地址，其指向公用函數(shù)_rt_thread_exit。 當(dāng)mret返回后，pc更新為mepc值，即轉(zhuǎn)向執(zhí)行任務(wù)函數(shù)，若其不是一個持續(xù)執(zhí)行的[while(1)]函數(shù)，那么其返回至_rt_thread_exit，刪除該任務(wù)，并切換至其他任務(wù)。 由此也可理解圖2中，最后一句注釋“never

come back”的含義了，一旦開始執(zhí)行任務(wù)，pc值被改變，再不會回到調(diào)用的地方。

其他RTOS中也有和此匯編函數(shù)類似的匯編實現(xiàn)，例如liteOS_M中的HalStartToRun，TencentOS_Tiny中的port_sched_start等。