FreeRTOS Task Management（2）- 任務控制塊（TCB）

/* FreeRTOS Kernel V10.4.1 */

本文原文鏈接：https://www.cnblogs.com/yanpio/p/14873627.html

1 任務控制塊（Task Control Block， TCB）

TCB是每個任務所有操作的基礎，因此有必要先了解一下TCB的詳細構成。部分變量會在之后用到時，再補充說明。

/*
 * 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
{
    /* 棧頂<元素>指針，注意與 pxEndOfStack 的區別。 必須是結構體的第一個成員. */
    volatile StackType_t * pxTopOfStack; 

    /* MPU 模塊設置，必須是結構體的第二個成員 */
    #if ( portUSING_MPU_WRAPPERS == 1 )
        xMPU_SETTINGS xMPUSettings;
    #endif

    ListItem_t xStateListItem;                  /* 列表項指示任務當前的狀態 (Ready, Blocked, Suspended ). */
    ListItem_t xEventListItem;                  /* 用於在事件列表中. */
    UBaseType_t uxPriority;                     /* 任務優先級（0為優先級最低）. */
    StackType_t * pxStack;                      /* 棧底指針，指向棧開始處. */
    char pcTaskName[ configMAX_TASK_NAME_LEN ]; /* 任務名 */

    /* 如果棧向上生長，則定義棧頂指針 */
    #if ( ( portSTACK_GROWTH > 0 ) || ( configRECORD_STACK_HIGH_ADDRESS == 1 ) )
        StackType_t * pxEndOfStack; 
    #endif

    #if ( portCRITICAL_NESTING_IN_TCB == 1 )
        UBaseType_t uxCriticalNesting; /* 保存臨界區的棧深度. 在函數vTaskEnterCritical() 和 vTaskExitCritical()中會維護這個值*/
    #endif

    #if ( configUSE_TRACE_FACILITY == 1 )
        UBaseType_t uxTCBNumber;  /*TCB的編號，每次增加一個task，TCB的編號就會增加. */
        UBaseType_t uxTaskNumber; /*task的編號，其值和uxTCBNumber相等，可用於調試追蹤. */
    #endif

    #if ( configUSE_MUTEXES == 1 )
        UBaseType_t uxBasePriority; /*上一次分配給該任務的優先級，用於優先級繼承機制. */
        UBaseType_t uxMutexesHeld; /* 持有的信號量 */
    #endif

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

    /* 存儲一些私有的變量 */
    #if ( configNUM_THREAD_LOCAL_STORAGE_POINTERS > 0 )
        void * pvThreadLocalStoragePointers[ configNUM_THREAD_LOCAL_STORAGE_POINTERS ];
    #endif

    /* task 運行的總時間 */
    #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

    /* 任務通知相關變量 */
    #if ( configUSE_TASK_NOTIFICATIONS == 1 )
        volatile uint32_t ulNotifiedValue[ configTASK_NOTIFICATION_ARRAY_ENTRIES ];
        volatile uint8_t ucNotifyState[ configTASK_NOTIFICATION_ARRAY_ENTRIES ];
    #endif

    /* FreeRTOS.h 中有關於 tskSTATIC_AND_DYNAMIC_ALLOCATION_POSSIBLE 的詳細注釋。主要的作用是決定task創建的資源是動態還是靜態分配內存. */
    #if ( tskSTATIC_AND_DYNAMIC_ALLOCATION_POSSIBLE != 0 ) 
        uint8_t ucStaticallyAllocated; /* 標記stack 和 TCB分配方式，在刪除任務時，根據此標志來對應釋放內存 */
    #endif

    /* delay 終止標志 */
    #if ( INCLUDE_xTaskAbortDelay == 1 )
        uint8_t ucDelayAborted;
    #endif

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

2 相關全局變量

/* 當前TCB，task運行時，實質上就是對TCB進行操作 */
TCB_t * volatile pxCurrentTCB = NULL;

/* 不同的優先級有不同的ready list。處於ready狀態的task會依據優先級，被添加到此list中 */
static List_t pxReadyTasksLists[ configMAX_PRIORITIES ];

/* task delay操作時， tick計數器不斷累積，可能會發生溢出（循環計數，比如從0計數到100，滿100后又重新從0開始計數）
 * 因此，需要兩個list來記錄，xDelayedTaskList2用於計數溢出的task */
static List_t xDelayedTaskList1;
static List_t xDelayedTaskList2; 

/* 分別指向上述兩個不同的list */
static List_t * volatile pxDelayedTaskList;             
static List_t * volatile pxOverflowDelayedTaskList;      

/* 檔調度器掛起時，處於ready狀態的task被添加到該list中。等調度器恢復時，這些task會從該list中移出 */
static List_t xPendingReadyList;                      

/* task被刪除后，其資源不會立刻進行釋放。而是由idle task去處理這些資源釋放的活。
 * 而idle task 不一定立刻就能被調度器執行，因此需要將被刪除任務的相關信息記錄下來 */
#if ( INCLUDE_vTaskDelete == 1 ) 
    /*任務被刪除后，添加到此list中 */   
     static List_t xTasksWaitingTermination;
    /* 等待清理內存的任務數量 */
     static volatile UBaseType_t uxDeletedTasksWaitingCleanUp = ( UBaseType_t ) 0U;
#endif

/* 處於Suspend狀態的task，會被添加到此list中 . */
#if ( INCLUDE_vTaskSuspend == 1 )
     static List_t xSuspendedTaskList; 
#endif

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