前言
很多工程师习惯了裸机开发，觉得裸机逻辑好理解：代码是结构化、序列化 的，每一行代码什么时候跑、谁先谁后，在 while(1) 里一目了然。
但启动 RTOS后，这个世界就变了。
RTOS 最大的特点是"不确定性"。你的一行指令跑了一半，可能随时被硬件掐断；你的全局变量刚改完，可能就被另一个任务改了。这种从"顺序执行"到"任务抢占"的转变，就是很多 Bug 之源。RTOS的这种不确定性，源于 CPU 的"分身之术"------上下文切换（Context Switch）。
1. CPU 的分身之术
在 STM32（Cortex-M）内核中，CPU 其实是极其单纯的，它只认两个关键指针：
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PC (Program Counter)： 决定下一行代码跑哪。
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SP (Stack Pointer)： 决定当前的局部变量和函数调用栈存在哪。
实操观察：寄存器的"瞬间变化"
我们在 STM32CubeIDE 中开启 CMSIS-V2，创建两个任务：Task_High 和 Task_Low。
cpp
/* 任务 A：优先级高 (osPriorityAboveNormal) */
void StartHighTask(void *argument) {
uint32_t count_a = 0;
for(;;) {
count_a++; // 在此行打断点 (Breakpoint 1)
osDelay(10); // 关键：调用此函数会触发调度
}
}
/* 任务 B：优先级低 (osPriorityNormal) */
void StartLowTask(void *argument) {
uint32_t count_b = 0;
for(;;) {
count_b++; // 在此行打断点 (Breakpoint 2)
}
}实验步骤：
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进入 Debug 模式，打开 Registers 窗口。
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当停在
count_b++时，记录下 R13 (SP) 的值（假设是0x20000A00）。 -
点击 Resume，当停在
count_a++时，再次观察 SP。 -
你会发现 SP 瞬间变成了类似
0x20000C00的位置。
底层逻辑： RTOS 为每个任务分配了独立的堆栈空间。切换任务时，内核做了三件事：
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把当前 CPU 所有的寄存器（R0-R15, xPSR）像压压缩包一样，全部压入
Task_Low的堆栈。 -
把 CPU 的 SP 指针强行指向
Task_High的堆栈顶部。 -
从
Task_High的堆栈里把上次保存的寄存器数值"弹"回 CPU 硬件。
这就是上下文（Context）。对于 CPU 来说，它只是在不同的内存块（堆栈）之间跳来跳去，而对你来说，任务就像是在同时运行。
2. 调度的本质：抢占式 vs 协作式
在 FreeRTOSConfig.h 中，有一个决定生死定义的宏：
#define configUSE_PREEMPTION 1 // 1 为抢占式为什么说高优先级任务是很霸道的？
在抢占式调度下，只要 Task_High 从 osDelay 中醒来，内核会立即 暴力切断 Task_Low。
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代价： 这种切换不是发生在代码的行与行之间，而是可能发生在汇编指令级之间。
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风险： 如果你的
Task_Low正在写一个 64 位的数据（需要两步汇编操作），写了一半被抢占，Task_High读到的就是一个"脏数据"。
3. 可重入性（Reentrancy)
这是裸机开发者最容易掉进去的深渊。为什么在两个任务里同时用 printf 或 strtok，系统会偶尔 HardFault 或者打印乱码？
案例分析
cpp
// 这是一个不可重入函数（Non-reentrant）
char* GlobalBuffer;
void MyDataProcess(char* input) {
GlobalBuffer = input; // 第一步：修改全局指针
osDelay(1); // 假设这里发生抢占！
printf("%s", GlobalBuffer); // 第二步：打印内容
}当两个任务同时调用 MyDataProcess 时，GlobalBuffer 这个全局变量就成了冲突点。进阶思想：
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能用局部变量就不用全局变量。 局部变量在各自任务的 Stack 里，是天然隔离的。
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必须共享时，请加锁（下面某个章节我们会讲到互斥锁）。
4. 本章总结
RTOS 的便利不是免费的午餐，他是有代价的。
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上下文切换耗时： 在 STM32G0 (M0+) 上，一次切换大约消耗几百个时钟周期。
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内存开销： 每个任务都要独立分配堆栈，RAM 消耗远超裸机。
老鸟建议： 如果你的逻辑极其简单，裸机 while(1) 就能搞定，不要为了显摆而上 RTOS。RTOS 是为了解决复杂逻辑耦合 和实时响应需求而生的。