任务控制块与链表管理

"任务控制块及其链表是操作系统中用于管理任务执行的关键数据结构。本实验旨在通过实际编程实现，让学生理解任务控制块的作用、重要性以及如何建立和操作任务控制块链表。实验内容包括使用任务控制块管理代码段、初始化全局变量、创建链表等操作。" 在操作系统中，任务控制块（Task Control Block, TCB）是系统用来存储关于任务状态和控制信息的数据结构。TCB通常包含以下关键信息： 1. 任务状态：包括就绪、运行、等待等。 2. 优先级：决定任务调度的顺序。 3. 任务上下文：如程序计数器（PC）、寄存器内容、堆栈指针等，这些信息用于保存任务被挂起时的状态，以便在恢复时能快速返回到中断点继续执行。 4. 其他信息：如错误处理、任务创建时间、任务等待的事件等。 实验要求实现的功能包括： 1. 使用TCB管理三个代码段（function_1、function_2和function_3），根据用户输入的代码名称（F1、F2或F3）执行相应的函数。这需要在TCB中存储每个任务的入口地址，以及关联的标识符。 2. 函数OSInit()负责初始化全局变量，如定义一个OS_TCB类型的数组OSTCBTbl，它将存储所有任务的TCB。同时，通过创建一个单向链表OSTCBFreeList，将数组中的元素链接起来，形成一个空闲任务链表，供后续任务创建时使用。 3. 函数OS_TCBInit(INT8U prio)用于初始化具有特定优先级prio的TCB。它会设置TCB的优先级字段（OSTCBPrio），并更新优先级表OSTCBPrioTbl。此外，该函数还会构建一个双向链表OSTCBList，以按优先级顺序排列任务。这使得系统可以根据优先级快速找到下一个应执行的任务。 实验代码中，定义了一些常量和类型，如OS_MAX_TASKS表示最多任务数目，OS_N_SYS_TASKS表示系统任务数目，OS_LOWEST_PRIO是任务的最低优先级。另外，还定义了任务计数器OSTaskCtr和一个布尔变量OSRunning，用于跟踪系统运行状态。 通过这个实验，学生不仅可以学习到TCB的基本概念，还能实际操作TCB链表，理解其在任务调度中的作用，这对于理解实时操作系统的工作原理至关重要。在实现过程中，可以深入探讨任务调度算法，如轮转法、优先级调度等，并结合TCB进行实践，从而提高对操作系统内核的理解。