任务控制块

任务控制块

 

一旦任务建立了，任务控制块OS--_TCBs将被赋值。任务控制块是一个数据结构，当任务的CPU使用权被剥夺时，μC/OS-Ⅱ用它来保存该任务的状态。当任务重新得到CPU使用权时，任务控制块能确保

 

任务从当时被中断的那一点丝毫不差地继续执行。OS--_TCBs全部驻留在RAM中。读者将会注意到笔者在组织这个数据结构时，考虑到了各成员的逻辑分组。任务建立的时候，OS--_TCBs就被初始化了。

 

 

对其中几个比较重要的数据成员作一下解释：

.OSTCBStkPtr是指向当前任务栈顶的指针。μC/OS-Ⅱ允许每个任务有自己的栈，尤为重要的是，每个任务的栈的容量可以是任意的。有些商业内核要求所有任务栈的容量都一样，除非用户写一个复杂的

 

接口函数来改变之。这种限制浪费了RAM，当各任务需要的栈空间不同时，也得按任务中预期栈容量需求最多的来分配栈空间。OSTCBStkPtr是OS_TCB数据结构中唯一的一个能用汇编语言来处置的变量（

 

在任务切换段的代码Context-switching code之中，）把OSTCBStkPtr放在数据结构的最前面，使得从汇编语言中处理这个变量时较为容易。

 

 

 

.OSTCBExtPtr 指向用户定义的任务控制块扩展。用户可以扩展任务控制块而不必修改μC/OS-Ⅱ的源代码。.OSTCBExtPtr只在函数OstaskCreateExt()中使用，故使用时要将OS_TASK_CREAT_EN设为1，以

 

允许建立任务函数的扩展。例如用户可以建立一个数据结构，这个数据结构包含每个任务的名字，或跟踪某个任务的执行时间，或者跟踪切换到某个任务的次数（见例3）。注意，笔者将这个扩展指针变

 

量放在紧跟着堆栈指针的位置，为的是当用户需要在汇编语言中处理这个变量时，从数据结构的头上算偏移量比较方便。

 

.OSTCBStkBottom是指向任务栈底的指针。如果微处理器的栈指针是递减的，即栈存储器从高地址向低地址方向分配，则OSTCBStkBottom指向任务使用的栈空间的最低地址。类似地，如果微处理器的栈是

 

从低地址向高地址递增型的，则OSTCBStkBottom指向任务可以使用的栈空间的最高地址。函数OSTaskStkChk()要用到变量OSTCBStkBottom，在运行中检验栈空间的使用情况。用户可以用它来确定任务实

 

际需要的栈空间。这个功能只有当用户在任务建立时允许使用OSTaskCreateExt()函数时才能实现。这就要求用户将OS_TASK_CREATE_EXT_EN设为1，以便允许该功能。

 

.OSTCBStkSize存有栈中可容纳的指针数目而不是用字节（Byte）表示的栈容量总数。也就是说，如果栈中可以保存1,000个入口地址，每个地址宽度是32位的，则实际栈容量是4,000字节。同样是1,000

 

个入口地址，如果每个地址宽度是16位的，则总栈容量只有2,000字节。在函数OSStakChk()中要调用OSTCBStkSize。同理，若使用该函数的话，要将OS_TASK_CREAT_EXT_EN设为1。

 

 

 

.OSTCBOpt把“选择项”传给OSTaskCreateExt()，只有在用户将OS_TASK_CREATE_EXT_EN设为1时，这个变量才有效。μC/OS-Ⅱ目前只支持3个选择项（见uCOS_II.H）：OS_TASK_OTP_STK_CHK,

 

OS_TASK_OPT_STK_CLR和OS_TASK_OPT_SAVE_FP。 OS_TASK_OTP_STK_CHK 用于告知TaskCreateExt()，在任务建立的时候任务栈检验功能得到了允许。OS_TASK_OPT_STK_CLR表示任务建立的时候任务栈要清

 

零。只有在用户需要有栈检验功能时，才需要将栈清零。如果不定义OS_TASK_OPT_STK_CLR，而后又建立、删除了任务，栈检验功能报告的栈使用情况将是错误的。如果任务一旦建立就决不会被删除，而

 

用户初始化时，已将RAM清过零，则OS_TASK_OPT_STK_CLR不需要再定义，这可以节约程序执行时间。传递了OS_TASK_OPT_STK_CLR将增加TaskCreateExt()函数的执行时间，因为要将栈空间清零。栈容量

 

越大，清零花的时间越长。最后一个选择项OS_TASK_OPT_SAVE_FP通知TaskCreateExt()，任务要做浮点运算。如果微处理器有硬件的浮点协处理器，则所建立的任务在做任务调度切换时，浮点寄存器的

 

内容要保存。

 

 

 

.OSTCBId用于存储任务的识别码。这个变量现在没有使用，留给将来扩展用。

 

 

 

.OSTCBNext和.OSTCBPrev用于任务控制块OS_TCBs的双重链接，该链表在时钟节拍函数OSTimeTick()中使用，用于刷新各个任务的任务延迟变量.OSTCBDly，每个任务的任务控制块OS_TCB在任务建立的时

 

候被链接到链表中，在任务删除的时候从链表中被删除。双重连接的链表使得任一成员都能被快速插入或删除。

 

 

 

.OSTCBEventPtr是指向事件控制块的指针，在UC/OSII的第六章节中会有所描述。

 

 

 

.OSTCBMsg是指向传给任务的消息的指针。在UC/OSII的第六章节中会有所描述。

。

 

 

 

.OSTCBDly当需要把任务延时若干时钟节拍时要用到这个变量，或者需要把任务挂起一段时间以等待某事件的发生，这种等待是有超时限制的。在这种情况下，这个变量保存的是任务允许等待事件发生的

 

最多时钟节拍数。如果这个变量为0，表示任务不延时，或者表示等待事件发生的时间没有限制。

 

 

 

.OSTCBStat是任务的状态字。当.OSTCBStat为0，任务进入就绪态。可以给.OSTCBStat赋其它的值，在文件uCOS_II.H中有关于这个值的描述：

#define OS_STAT_RDY            0x00        /* Ready to run                                            */

#define OS_STAT_SEM            0x01        /* Pending on semaphore                                    */

#define OS_STAT_MBOX           0x02        /* Pending on mailbox                                      */

#define OS_STAT_Q              0x04        /* Pending on queue                                        */

#define OS_STAT_SUSPEND        0x08        /* Task is suspended                                       */

#define OS_STAT_MUTEX          0x10        /* Pending on mutual exclusion semaphore                   */

#define OS_STAT_FLAG           0x20        /* Pending on event flag group                             */

 

 

 

 

.OSTCBPrio是任务优先级。高优先级任务的.OSTCBPrio值小。也就是说，这个值越小，任务的优先级越高。

 

 

 

.OSTCBX, .OSTCBY, .OSTCBBitX和 .OSTCBBitY用于加速任务进入就绪态的过程或进入等待事件发生状态的过程（避免在运行中去计算这些值）。这些值是在任务建立时算好的，或者是在改变任务优先级

 

时算出的。

 

 

.OSTCBDelReq是一个布尔量，用于表示该任务是否需要删除，用法在UC/OSII的第四章任务管理有介绍！

 

 

 

    应用程序中可以有的最多任务数（OS_MAX_TASKS）是在文件OS_CFG.H中定义的。这个最多任务数也是μC/OS-Ⅱ分配给用户程序的最多任务控制块OS_TCBs的数目。将OS_MAX_TASKS的数目设置为用户

 

应用程序实际需要的任务数可以减小RAM的需求量。所有的任务控制块OS_TCBs都是放在任务控制块列表数组OSTCBTbl[]中的。

 

       特别值得提醒的是，μC/OS -Ⅱ分配给系统任务OS_N_SYS_TASKS特别的OS_TCB用于其内部使用。目前，一个分配于空闲任务，另一个分配于统计任务（如果 OS_TASK_STAT_EN是设为1的）。在

 

μC/OS-Ⅱ初始化的时候，，所有任务控制块OS_TCBs被链接成单向空任务链表（这时任务控制块和任务之间没有对应关系）。当任务一旦建立，空任务控制块指针OSTCBFreeList指向的任务控制块便赋给

 

了该任务（将一个任务和一个TCB对应起来即每当建立一个任务时，就从该链表中取出一个空闲事件控制块，并对它进行初始化），然后OSTCBFreeList的值调整为指向下链表中下一个空的任务控制块。

 

一旦任务被删除，它的OS_TCB就还给空任务链表。