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抢占式环境下，操作系统完全决定任务调度方案，操作系统可以剥夺当前任务对处理器的使用，将处理器提供给其它任务 。

这里就是利用前面设计的硬件定时器中断，每个任务定时运行一段时间，触发中断，切换任务。

同时考虑兼容协作式多任务中，出现任务完成但定时还没到，主动放弃任务的功能。

8.1 抢占式多任务的设计

保存的context中增加了保存epc寄存器（记录任务切换时，当时的下一条指令地址，作为下一次切换回来的标记----因为是当前指令执行完，再跳转到中断处理函数）

/* task management */
struct context {/* ignore x0 */reg_t ra;reg_t sp;reg_t gp;reg_t tp;reg_t t0;reg_t t1;reg_t t2;reg_t s0;reg_t s1;reg_t a0;reg_t a1;reg_t a2;reg_t a3;reg_t a4;reg_t a5;reg_t a6;reg_t a7;reg_t s2;reg_t s3;reg_t s4;reg_t s5;reg_t s6;reg_t s7;reg_t s8;reg_t s9;reg_t s10;reg_t s11;reg_t t3;reg_t t4;reg_t t5;reg_t t6;/* save the pc(fact is epc) to run in next schedule cycle* offset: 31 * sizeof(reg_t)*/reg_t pc; };

仍然是使用**struct** context ctx_tasks[MAX_TASKS];保存任务上下文；静态变量，并且没有显式初始化，那么它会存储在 BSS 段中。这是因为 BSS 段用于存储未初始化的全局和静态变量。

编译的时候由 ld 分配的，栈区保存函数调用上下文，context区（指struct** context ctx_tasks[MAX_TASKS]）固定大小，保存每一个任务的上下文，context区是实现任务调度时，保存原任务执行位置和寄存器信息的.

**注意！！！：**原本是使用ra寄存器返回，现在是使用mepc寄存器。所以随后也是使用mret指令而不是ret指令。

# interrupts and exceptions while in machine mode come here.
# the trap vector base address must always be aligned on a 4-byte boundary
.globl trap_vector
.balign 4trap_vector:# save context(registers).csrrw	t6, mscratch, t6	# swap t6 and mscratchreg_save t6# Save the actual t6 register, which we swapped into# mscratchmv	t5, t6					# t5 points to the context of current taskcsrr	t6, mscratch		# read t6 back from mscratchSTORE	t6, 30*SIZE_REG(t5)	# save t6 with t5 as base# save the return address to context of current task# save mepc to context of current taskcsrr	a0, mepcSTORE	a0, 31*SIZE_REG(t5)# Restore the context pointer into mscratchcsrw	mscratch, t5# call the C trap handler in trap.ccsrr	a0, mepccsrr	a1, mcausecall	trap_handler# trap_handler will return the return address via a0.csrw	mepc, a0# restore context(registers).csrr	t6, mscratchreg_restore t6# return to whatever we were doing before trap.mret

触发中断时不仅保存当前任务的上下文，还保存epc到context中的pc位置：（epc的值是硬件在陷入时候自动赋值）

还有这里，这里错误找了一晚上！！！哎。

还有start.S中下面部分做出更改：

改成下面;

1. 初始化 BSS 段：将 BSS 段的内存清零。
2. 设置栈指针：为每个核心的栈指针初始化到栈空间的末尾。
3. 设置 mstatus 寄存器：确保在切换到第一个任务后，处理器仍然运行在机器模式并启用中断。

这里区分两种方式的代码：

• 协作式：

.globl switch_to
.balign 4
switch_to:csrrw	t6, mscratch, t6	# swap t6 and mscratchbeqz	t6, 1f				# Note: the first time switch_to() is# called, mscratch is initialized as zero# (in sched_init()), which makes t6 zero,# and that's the special case we have to# handle with t6reg_save t6					# save context of prev task# Save the actual t6 register, which we swapped into mscratchmv	t5, t6					# t5 points to the context of current taskcsrr	t6, mscratch		# read t6 back from mscratchSTORE	t6, 30*SIZE_REG(t5)	# save t6 with t5 as base1:# switch mscratch to point to the context of the next taskcsrw	mscratch, a0# Restore all GP registers# Use t6 to point to the context of the new taskmv	t6, a0reg_restore t6# Do actual context switching.ret

• 抢占式：

.globl switch_to
.balign 4
switch_to:# switch mscratch to point to the context of the next taskcsrw	mscratch, a0# set mepc to the pc of the next taskLOAD	a1, 31*SIZE_REG(a0)csrw	mepc, a1# Restore all GP registers# Use t6 to point to the context of the new taskmv	t6, a0reg_restore t6# Do actual context switching.# Notice this will enable global interruptmret

8.2 兼容协作式多任务---- 软中断（software interrupt）

主要目的是考虑兼容协作式多任务中，出现任务完成但定时还没到，主动放弃任务的功能。

/** DESCRIPTION* 	task_yield()  causes the calling task to relinquish the CPU and a new * 	task gets to run.*/
void task_yield()

这里使用软中断，主动触发，通知Hart进行陷入处理。

在RISC-V架构中，软中断（software interrupt）通常是由写特定的寄存器来触发的，例如MSIP（Machine Software Interrupt Pending）。在你的示例中，通过向MSIP写入1来触发软件中断，写入0来清除中断标志。

为了实现对不同软中断触发原因执行相应的操作，你可以在中断处理程序中检查引发中断的具体原因，并根据这个原因调用不同的处理函数。这通常涉及到对cause寄存器中的值进行解码，以确定是哪个软中断被触发。

以下是如何设计这种机制的步骤：

1. 定义软中断类型

定义不同的软中断类型，这些类型将对应于不同的操作。

typedef enum {INT_SCHEDULE,INT_SHUTDOWN,INT_REBOOT,// 其他软中断类型
} SoftInterruptType;

2. 设置软中断标志

为每种软中断类型设置一个标志，这些标志存储在某个内存位置，中断处理程序将检查这些标志。

volatile uint32_t software_interrupt_flags = 0;void trigger_soft_interrupt(SoftInterruptType type) {// 假设我们用不同的位来表示不同的软中断类型software_interrupt_flags |= (1 << type);
}

3. 编写中断处理程序

编写一个中断处理程序，该程序检查哪些软中断标志被设置，并执行相应的操作。

void handle_soft_interrupts() {if (software_interrupt_flags & (1 << INT_SCHEDULE)) {// 执行调度操作schedule();software_interrupt_flags &= ~(1 << INT_SCHEDULE); // 清除标志}if (software_interrupt_flags & (1 << INT_SHUTDOWN)) {// 执行关机操作shutdown();software_interrupt_flags &= ~(1 << INT_SHUTDOWN); // 清除标志}if (software_interrupt_flags & (1 << INT_REBOOT)) {// 执行重启操作reboot();software_interrupt_flags &= ~(1 << INT_REBOOT); // 清除标志}// 处理其他软中断类型
}

4. 集成到中断处理流程

将软中断处理程序集成到你的中断处理流程中，确保当中断发生时调用该处理程序。

void trap_handler(reg_t epc, reg_t cause) {if (cause & 0x8000000000000000L) { // 检查是否为中断if (cause == CAUSE_MACHINE_SOFT) { // 检查是否为软中断handle_soft_interrupts();}// 处理其他类型的中断...}// 处理异常...
}

通过这种方式，当中断发生时，你的系统可以检查是哪种软中断被触发，并执行相应的操作。这种方法允许你对不同的软中断触发原因做出不同的响应，而不是执行相同的操作。希望这次的解释更加清晰地回答了你的问题！如果还有其他疑问，请继续提问。