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SVC作为操作系统函数门户示意图

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SVC（系统服务调用，亦简称系统调用）和 PendSV（可悬起系统调用），它们多用于在操作系统之上的软件开发中。 SVC 用于产生系统函数的调用请求。例如，操作系统不让用户程序直接访问硬件，而是通过提供一些系统服务函数，用户程序使用 SVC 发出对系统服务函数的呼叫请求，以这种方法调用它们来间接访问硬件。因此，当用户程序想要控制特定的硬件时，它就会产生一个 SVC 异常，然后操作系统提供的 SVC 异常服务例程得到执行，它再调用相关的操作系统函数，后者完成用户程序请求的服务。

另一个相关的异常是 PendSV（可悬起的系统调用），它和 SVC 协同使用。一方面， SVC异常是必须立即得到响应的（若因优先级不比当前正处理的高， 或是其它原因使之无法立即响应， 将上访成硬 fault——译者注），应用程序执行 SVC 时都是希望所需的请求立即得到响应。另一方面， PendSV 则不同，它是可以像普通的中断一样被悬起的（不像 SVC 那样会上访）。 OS 可以利用它“缓期执行” 一个异常——直到其它重要的任务完成后才执行动作。 悬起 PendSV 的方法是：手工往 NVIC 的 PendSV 悬起寄存器中写 1。 悬起后， 如果优先级不够高，则将缓期等待执行。

PendSV 的典型使用场合是在上下文切换时（在不同任务之间切换）。例如，一个系统中有两个就绪的任务，上下文切换被触发的场合可以是：

• 执行一个系统调用

• 系统滴答定时器（SYSTICK）中断，（轮转调度中需要）

让我们举个简单的例子来辅助理解。假设有这么一个系统，里面有两个就绪的任务，并且通过 SysTick 异常启动上下文切换。 如图 7.15 所示。

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上图是两个任务轮转调度的示意图。但若在产生 SysTick 异常时正在响应一个中断，则SysTick 异常会抢占其 ISR。在这种情况下， OS 不得执行上下文切换，否则将使中断请求被延迟，而且在真实系统中延迟时间还往往不可预知——任何有一丁点实时要求的系统都决不能容忍这种事。因此，在 CM3 中也是严禁没商量—如果 OS 在某中断活跃时尝试切入线程模式，将触犯用法 fault 异常。

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为解决此问题，早期的 OS 大多会检测当前是否有中断在活跃中，只有没有任何中断需要响应时，才执行上下文切换（切换期间无法响应中断）。然而，这种方法的弊端在于，它可以把任务切换动作拖延很久（因为如果抢占了 IRQ，则本次 SysTick 在执行后不得作上下文切换，只能等待下一次 SysTick 异常），尤其是当某中断源的频率和 SysTick 异常的频率比较接近时，会发生“共振”。现在好了，PendSV可以用来完美解决这个问题了，PendSV 异常会自动延迟上下文切换的请求，直到其它的 ISR 都完成了处理后才放行。为实现这个机器制，需要PendSV 编程为最低优先级的异常。如果 OS 检测到某 IRQ 正在活动并且被 SysTick 抢占，它将悬起一个 PendSV 异常，以便缓期执行上下文切换。如图 7.17 所示 。

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个中事件的流水账记录如下：

1. 任务 A 呼叫 SVC 来请求任务切换（例如，等待某些工作完成）

2. OS 接收到请求，做好上下文切换的准备，并且 pend 一个 PendSV 异常。

3. 当 CPU 退出 SVC 后，它立即进入 PendSV，从而执行上下文切换。

4. 当 PendSV 执行完毕后，将返回到任务 B，同时进入线程模式。

5. 发生了一个中断，并且中断服务程序开始执行

6. 在 ISR 执行过程中，发生 SysTick 异常，并且抢占了该 ISR。

7. OS 执行必要的操作，然后 pend 起 PendSV 异常以作好上下文切换的准备。

8. 当 SysTick 退出后，回到先前被抢占的 ISR 中， ISR 继续执行

9. ISR 执行完毕并退出后， PendSV 服务例程开始执行，并且在里面执行上下文切换

10. 当 PendSV 执行完毕后，回到任务 A，同时系统再次进入线程模式。