μCOS-II任务切换原理：TCB与状态转换

在uCOS-II操作系统中，任务切换过程是一个关键的内核功能，确保了多任务环境下的高效协作和资源管理。当处理器需要从一个任务切换到另一个任务时，首先要通过就绪表获取待运行任务的任务控制块（TCB）。TCB在这个过程中扮演着核心角色，它是任务在系统中的“身份证”，包含了任务的标识符、优先级以及状态信息。 TCB的主要结构包括： 1. 任务堆栈指针（OSTCBStkPtr）：指向任务堆栈栈顶，用于任务执行时保存和恢复寄存器状态。 2. 任务状态标志（OSTCBStat）：记录了任务当前所处的状态，如运行、等待、中断服务等。 3. 优先级（OSTCBPrio）：任务按照优先级排序，高优先级任务优先获得处理器时间片。 4. 其他可能的信息：随着任务管理复杂性的提升，可能还会包含额外的参数、计数器或者临时数据。 当一个任务需要让出CPU，如等待某个事件或完成一段处理后，它会进入等待状态，此时其TCB会被移至就绪表中，以便于调度器挑选。如果被赋予执行权，任务会从等待状态变为运行状态，其PC（程序计数器）会设置为堆栈中的断点地址，SP（堆栈指针）由TCB中的值恢复。 当任务响应中断请求时，会暂时停止当前执行，进入中断服务状态，此时也会涉及到TCB的管理和状态更新。中断服务结束后，任务会根据需要重新配置并回到适当状态，或者恢复到先前的任务状态继续执行。 uCOS-II的任务管理机制通过TCB实现了对任务的标识、状态跟踪以及优先级控制，确保了系统的并发性和正确性。理解任务控制块的工作原理和结构对于开发者来说至关重要，因为它直接影响到程序的性能和任务间的交互。通过合理的任务调度和TCB设计，可以优化系统资源分配，提高整体效率。