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RTOS 任务入口函数执行完之后去哪里了？
时间：2021-11-15 14:41:34
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[导读]1.说明在工作过程中，我发现在实际使用RTOS完成项目时，理解这些知识仅能达到会用RTOS的水平，要想用好RTOS，还需要了解一些比较细节的机制，否则容易掉坑进去，花大量时间定位问题。本文结合TencentOS-Tiny实时操作系统给大家讲述一下相关内容。2.任务的通常写法遵循“...
1. 说明
在工作过程中，我发现在实际使用RTOS完成项目时，理解这些知识仅能达到会用RTOS的水平，要想用好RTOS，还需要了解一些比较细节的机制，否则容易掉坑进去，花大量时间定位问题。
2. 任务的通常写法
遵循“不使用就让出”的原则，任务通常有两种写法。
{
// init...
while (1) {
// 1. wait some kernel object...
// eg. tos_sem_pend, tos_mutex_pend, tos_event_pend.
// 2. wait success, handle!
}
}
这种写法中，在没有事件发生的时候，任务会因为等待某个内核对象而被挂起，让出CPU不参与调度。
{
// init...
while (1) {
// 1. do some thing...
// 2. sleep!
// eg. tos_task_delay, tos_sleep_ms.
}
}
这种写法中，任务在干完活之后，会主动进入睡眠状态，让出CPU不参与调度。
3. 一次性任务
上面两种写法的共性是都有主循环，不需要考虑任务入口函数退出的情况，但在一些场景中任务只需要执行一次即可：
{
// init...
// do some thing...
// exit?
}
「这个时候就要思考一个问题：任务入口函数执行完毕之后去了哪里？」
4. 寻找答案
首先，「任务入口函数本质上是一个函数」，跳转函数的指令是BL，CPU在执行该指令跳转到某个函数执行时，会将当前PC地址作为函数返回地址、加载到LR寄存器中、保证函数执行完可以返回到这儿继续执行，再将函数地址加载到PC寄存器、程序接着执行就到了函数中。那么，任务入口函数没有被别的函数主动调用，是如何被拉起来执行的呢？
任务切换分为两步：保存上文、切换下文。切换下文就是指将保存在任务栈中的CPU寄存器组的值、加载到CPU中。
「所以，当任务栈中初始保存的CPU寄存器组的值中、PC寄存器值为该任务的任务入口函数地址时，切换下文加载之后，由于PC指向任务入口函数，所以CPU接着运行就到了任务入口函数中，也就是该任务在运行。」
同样的道理，「任务栈中初始保存的CPU寄存器组的值中、LR寄存器的值决定了、任务入口函数退出时候返回到哪里。」
由于不同CPU架构的CPU寄存器组不同，所以初始化任务栈的代码与架构强相关，在arch目录下都有不同架构对应的实现。
这里我们以ARM Cortex-M4为例（Arm-v7m）看看代码如何实现：
从代码里可以看到，TencentOS-Tiny默认退出函数为exit参数指定的值，接下来我们看看退出函数~
5. 任务退出函数
在创建任务的API tos_task_create中，初始化任务栈的过程中会指定退出函数为 task_exit：
task->sp = cpu_task_stk_init((void *)entry, arg, (void *)task_exit, stk_base, stk_size);
task_exit 函数主要完成销毁自身的工作，具体实现如下：
__STATIC__ void task_exit(void)
{
tos_task_destroy(K_NULL);
}
该销毁函数传入的参数为NULL表示销毁自身，如果是静态任务则按以下步骤销毁（动态任务销毁值得用一篇文章去讲述）：
-
将任务从就绪列表移除
-
将任务从等待列表移除
-
将任务从统计列表移除
-
任务状态置为K_TASK_STATE_DELETED
6. 总结
本文讲述了任务的两种常规写法，以及任务函数执行完毕之后去了哪里？
当任务函数执行完毕退出时，会执行到哪里由任务栈初始化时LR寄存器的值决定，RTOS内核都会提供一个默认退出函数，TencentOS-Tiny提供的任务退出函数中，会自动销毁任务自身。
所以在编写一次性任务时，就不需要主动调用销毁API销毁自身啦~
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