uCOS-II任务管理详解：任务控制块与切换

"任务切换是实时操作系统（RTOS）如μC/OS-II中的核心功能，本文将探讨在μCOS-II中任务切换的过程以及任务控制块（TCB）的重要作用。" 在μC/OS-II操作系统中，任务的管理是通过任务控制块（TCB）实现的。每个任务都有一个唯一的任务控制块，可以看作是任务的“身份证”，包含任务的状态、优先级等关键信息。TCB的主要结构成员包括指向任务堆栈栈顶的指针（OSTCBStkPtr），任务的当前状态标志（OSTCBStat），以及任务的优先级别（OSTCBPrio）等。 任务的状态主要包括运行、就绪、等待和睡眠。当任务需要等待一段时间或者等待某个事件时，它会释放CPU，进入等待状态。如果任务被赋予了任务控制块并在就绪表中注册，那么任务就处于就绪状态，有机会获取CPU执行权。一旦调度器决定运行该任务，它将进入运行状态。中断发生时，任务会暂停运行，进入中断服务状态，执行中断服务程序。 任务切换的关键步骤包括： 1. 获得待运行任务的任务控制块：调度器通过就绪表找到待运行任务的TCB指针。 2. 判断是否需要切换：如果待运行任务就是当前任务，那么无需切换；否则，保存当前任务的运行环境，包括处理器的PC（程序计数器）和SP（堆栈指针）。 3. 恢复待运行任务的环境：将待运行任务的PC设置为堆栈中的断点地址，SP设置为TCB中保存的值，这样处理器就能从上次中断的地方继续执行。 在任务代码中，通常会有临界段的处理，通过OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL()函数进入和退出临界段，以确保在关键操作期间不会被中断打扰。在临界段内，中断被关闭，而在非临界段，中断会被重新打开，允许系统处理其他任务和中断请求。 μC/OS-II的任务切换涉及到任务状态的转换、任务控制块的管理和处理器上下文的保存与恢复，这是实现多任务并发和高效运行的基础。理解这些概念对于理解和使用μC/OS-II或者其他RTOS至关重要。