FreeRTOS Task Management（2）- 任务控制块（TCB）

/* FreeRTOS Kernel V10.4.1 */

本文原文链接：https://www.cnblogs.com/yanpio/p/14873627.html

1 任务控制块（Task Control Block， TCB）

TCB是每个任务所有操作的基础，因此有必要先了解一下TCB的详细构成。部分变量会在之后用到时，再补充说明。

/*
 * Task control block.  A task control block (TCB) is allocated for each task,
 * and stores task state information, including a pointer to the task's context
 * (the task's run time environment, including register values)
 */
typedef struct tskTaskControlBlock
{
    /* 栈顶<元素>指针，注意与 pxEndOfStack 的区别。 必须是结构体的第一个成员. */
    volatile StackType_t * pxTopOfStack; 

    /* MPU 模块设置，必须是结构体的第二个成员 */
    #if ( portUSING_MPU_WRAPPERS == 1 )
        xMPU_SETTINGS xMPUSettings;
    #endif

    ListItem_t xStateListItem;                  /* 列表项指示任务当前的状态 (Ready, Blocked, Suspended ). */
    ListItem_t xEventListItem;                  /* 用于在事件列表中. */
    UBaseType_t uxPriority;                     /* 任务优先级（0为优先级最低）. */
    StackType_t * pxStack;                      /* 栈底指针，指向栈开始处. */
    char pcTaskName[ configMAX_TASK_NAME_LEN ]; /* 任务名 */

    /* 如果栈向上生长，则定义栈顶指针 */
    #if ( ( portSTACK_GROWTH > 0 ) || ( configRECORD_STACK_HIGH_ADDRESS == 1 ) )
        StackType_t * pxEndOfStack; 
    #endif

    #if ( portCRITICAL_NESTING_IN_TCB == 1 )
        UBaseType_t uxCriticalNesting; /* 保存临界区的栈深度. 在函数vTaskEnterCritical() 和 vTaskExitCritical()中会维护这个值*/
    #endif

    #if ( configUSE_TRACE_FACILITY == 1 )
        UBaseType_t uxTCBNumber;  /*TCB的编号，每次增加一个task，TCB的编号就会增加. */
        UBaseType_t uxTaskNumber; /*task的编号，其值和uxTCBNumber相等，可用于调试追踪. */
    #endif

    #if ( configUSE_MUTEXES == 1 )
        UBaseType_t uxBasePriority; /*上一次分配给该任务的优先级，用于优先级继承机制. */
        UBaseType_t uxMutexesHeld; /* 持有的信号量 */
    #endif

    #if ( configUSE_APPLICATION_TASK_TAG == 1 )
        TaskHookFunction_t pxTaskTag;
    #endif

    /* 存储一些私有的变量 */
    #if ( configNUM_THREAD_LOCAL_STORAGE_POINTERS > 0 )
        void * pvThreadLocalStoragePointers[ configNUM_THREAD_LOCAL_STORAGE_POINTERS ];
    #endif

    /* task 运行的总时间 */
    #if ( configGENERATE_RUN_TIME_STATS == 1 )
        uint32_t ulRunTimeCounter; 
    #endif

    /*  See the third party link http://www.nadler.com/embedded/newlibAndFreeRTOS.html for additional information. */
    #if ( configUSE_NEWLIB_REENTRANT == 1 )
        struct  _reent xNewLib_reent;
    #endif

    /* 任务通知相关变量 */
    #if ( configUSE_TASK_NOTIFICATIONS == 1 )
        volatile uint32_t ulNotifiedValue[ configTASK_NOTIFICATION_ARRAY_ENTRIES ];
        volatile uint8_t ucNotifyState[ configTASK_NOTIFICATION_ARRAY_ENTRIES ];
    #endif

    /* FreeRTOS.h 中有关于 tskSTATIC_AND_DYNAMIC_ALLOCATION_POSSIBLE 的详细注释。主要的作用是决定task创建的资源是动态还是静态分配内存. */
    #if ( tskSTATIC_AND_DYNAMIC_ALLOCATION_POSSIBLE != 0 ) 
        uint8_t ucStaticallyAllocated; /* 标记stack 和 TCB分配方式，在删除任务时，根据此标志来对应释放内存 */
    #endif

    /* delay 终止标志 */
    #if ( INCLUDE_xTaskAbortDelay == 1 )
        uint8_t ucDelayAborted;
    #endif

    /* error number*/
    #if ( configUSE_POSIX_ERRNO == 1 )
        int iTaskErrno;
    #endif
} tskTCB;

2 相关全局变量

/* 当前TCB，task运行时，实质上就是对TCB进行操作 */
TCB_t * volatile pxCurrentTCB = NULL;

/* 不同的优先级有不同的ready list。处于ready状态的task会依据优先级，被添加到此list中 */
static List_t pxReadyTasksLists[ configMAX_PRIORITIES ];

/* task delay操作时， tick计数器不断累积，可能会发生溢出（循环计数，比如从0计数到100，满100后又重新从0开始计数）
 * 因此，需要两个list来记录，xDelayedTaskList2用于计数溢出的task */
static List_t xDelayedTaskList1;
static List_t xDelayedTaskList2; 

/* 分别指向上述两个不同的list */
static List_t * volatile pxDelayedTaskList;             
static List_t * volatile pxOverflowDelayedTaskList;      

/* 档调度器挂起时，处于ready状态的task被添加到该list中。等调度器恢复时，这些task会从该list中移出 */
static List_t xPendingReadyList;                      

/* task被删除后，其资源不会立刻进行释放。而是由idle task去处理这些资源释放的活。
 * 而idle task 不一定立刻就能被调度器执行，因此需要将被删除任务的相关信息记录下来 */
#if ( INCLUDE_vTaskDelete == 1 ) 
    /*任务被删除后，添加到此list中 */   
     static List_t xTasksWaitingTermination;
    /* 等待清理内存的任务数量 */
     static volatile UBaseType_t uxDeletedTasksWaitingCleanUp = ( UBaseType_t ) 0U;
#endif

/* 处于Suspend状态的task，会被添加到此list中 . */
#if ( INCLUDE_vTaskSuspend == 1 )
     static List_t xSuspendedTaskList; 
#endif

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