任务控制块及其链表

实验报告二：（2）设计函数OSInit()对全局变量进行初始化，定义一个数组OS_TCB OSTCBTbl[]，创建单向链表OSTCBFreeList把数组OSTCBTbl的各个元素链接，生成一个空任务链表OSTCBFreeList； （3）设计函数OS_TCBInit(INT8U prio)，对优先级prio的任务控制块TCB的成员赋值（OSTCBPrio），对数组OSTCBPrioTbl进行修改，生成双向链表OSTCBList，要求输入优先级，输出OSTCBFreeList和OSTCBList，观察两个链表的变化情况 《任务控制块及其链表在uCOS-II操作系统中的应用》 任务控制块（Task Control Block，简称TCB）是实时操作系统（RTOS）如uCOS-II中的核心数据结构，它记录了每个任务的状态和属性，是操作系统调度任务的基础。在uCOS-II中，TCB包含了关于任务的关键信息，如栈指针、状态、优先级等，是理解和实现多任务调度的重要部分。 我们来看一下任务控制块的结构。在实验中，TCB的定义如下： ```c typedef struct os_tcb { OS_STK* OSTCBStkPtr; // 指向任务堆栈的栈顶指针 struct os_tcb* OSTCBNext; // 指向后一个控制块的指针 struct os_tcb* OSTCBPrev; // 指向前一个控制块的指针 INT16U OSTCBDly; // 定义允许任务等待时的最多节拍数 INT8U OSTCBStat; // 定义任务的状态字 INT8U OSTCBPrio; // 定义任务的优先级 INT8U OSTCBX; // 任务优先级的低3位 INT8U OSTCBY; // 任务优先级的高3位 INT8U OSTCBBitX; // 低3位就绪表对应值 INT8U OSTCBBitY; // 高3位就绪表对应值 } OS_TCB; ``` 这个结构体包含了任务运行所需的所有关键信息。例如，`OSTCBPrio`字段记录了任务的优先级，`OSTCBStkPtr`指向任务栈的栈顶，`OSTCBStat`则表示任务的状态，如就绪、挂起或执行中。 实验要求设计`OSInit()`函数来初始化全局变量，并创建一个TCB数组`OSTCBTbl[]`，并用单向链表`OSTCBFreeList`连接数组中的所有元素，形成一个空任务链表。这一过程对于系统启动时的资源分配至关重要，确保了所有的TCB资源在未使用前都已准备好。 接下来，`OS_TCBInit(INT8U prio)`函数用于初始化指定优先级的任务控制块。它会设置`OSTCBPrio`字段，并根据输入的优先级更新`OSTCBPrioTbl`数组，同时生成双向链表`OSTCBList`。这个链表反映了任务的优先级顺序，使得调度器能够快速找到最高优先级的任务。 实验还涉及到了使用任务控制块来管理不同功能的代码段，通过用户输入的代码名称调用对应的函数，这是对任务概念的实际应用，展示了任务控制块如何与实际的代码执行关联起来。 实验代码中的`TCB`结构体定义了代码段的信息，包括代码名、参数、返回值数量以及执行函数的指针，这为动态调度和执行不同代码段提供了可能。 在完成这些操作后，通过输出`OSTCBFreeList`和`OSTCBList`，可以直观地看到任务控制块链表在任务创建和调度过程中的变化，帮助理解RTOS中的任务管理和调度原理。 任务控制块及其链表在uCOS-II这样的实时操作系统中扮演着核心角色。通过初始化、管理和调度这些TCB，系统能够有效地组织和执行多任务，从而实现高效的时间片轮转、优先级抢占等调度策略，满足实时系统的性能需求。通过实验，我们可以深入理解这些概念，并提升在嵌入式系统开发中的实践能力。