4. 任务管理机制：任务控制块(TCB)结构、任务创建与删除、任务调度算法(优先级抢占+时间片轮转)

任务管理，说白了就是操作系统怎么管好一堆“活”。每个任务就是一个执行流，有自己的栈、优先级、状态。LiteOS-M 的任务管理，我做了这么多年嵌入式，觉得它设计得挺清爽——不花哨，但够用。

4.1 任务控制块（TCB）——任务的“身份证”

每个任务在系统里都有一个对应的结构体，叫任务控制块（Task Control Block，TCB）。你可以把它理解成任务的档案袋。系统调度任务时，全靠翻这个档案袋里的信息。

LiteOS-M 的 TCB 定义在 los_task.h 里，核心字段我列一下：

TCB 在系统初始化时，会预分配一个数组，叫 g_taskCBArray。默认大小是 LOSCFG_BASE_CORE_TSK_LIMIT，一般是 64 或 128。任务创建时，就从数组里取一个空闲的 TCB 出来用。

4.2 任务创建与删除——让任务“生”与“死”

任务创建，我用得最多的就是 LOS_TaskCreate 这个 API。它的原型长这样：

UINT32 LOS_TaskCreate(UINT32 *taskID, TSK_INIT_PARAM_S *taskInitParam);

参数 taskInitParam 是个结构体，你得把任务名、优先级、栈大小、入口函数都填进去。我贴一个实际项目里用过的例子：

UINT32 g_sensorTaskID;
TSK_INIT_PARAM_S taskParam = {0};

taskParam.pfnTaskEntry = (TSK_ENTRY_FUNC)SensorTaskEntry;
taskParam.uwStackSize  = 0x1000;        // 4KB 栈
taskParam.usTaskPrio   = 5;             // 优先级 5
taskParam.pcName       = "Sensor_Task";
taskParam.uwResved     = LOS_TASK_STATUS_DETACHED; // 分离模式

UINT32 ret = LOS_TaskCreate(&g_sensorTaskID, &taskParam);
if (ret != LOS_OK) {
    // 创建失败处理
    printf("Task create failed, ret = 0x%x\n", ret);
}

这里有个坑，我踩过好几次——栈大小。你想想看，如果任务里调用了 printf、sprintf 这类函数，它们会吃不少栈。我曾经在 STM32F4 上给一个任务只配了 512 字节栈，结果跑着跑着就 HardFault。后来查出来是栈溢出。我的建议是：初期至少给 2KB，调试稳定后再慢慢往下压。

删除任务用 LOS_TaskDelete：

ret = LOS_TaskDelete(g_sensorTaskID);
if (ret != LOS_OK) {
    // 删除失败
}

4.3 任务调度算法——优先级抢占 + 时间片轮转

LiteOS-M 的调度策略，说白了就是两句话：

• 高优先级任务来了，低优先级立马让位。（优先级抢占）
• 同优先级任务，轮流干，每人干一个时间片。（时间片轮转）

我画了一张调度流程图，帮你理清逻辑：

调度器的核心逻辑在 osTaskSchedule 函数里。每次调度时，它会做三件事：

1. 查就绪队列：找到优先级最高的那个任务。
2. 比优先级：如果当前运行的任务优先级不是最高，就触发任务切换。
3. 分时间片：如果同优先级有多个任务，就轮流执行，每个任务跑一个时间片（默认 10ms）。

时间片轮转的实现，靠的是系统 Tick 中断。每次 Tick 中断，系统会把当前任务的时间片计数减 1。减到 0 时，就把任务挪到同优先级队列的末尾，换下一个任务上。

4.4 任务状态与状态迁移

任务在生命周期里会经历几种状态。我整理了一张表：

状态迁移的典型路径是这样的：

• 创建 → 就绪：任务创建成功后，自动进入就绪队列。
• 就绪 → 运行：调度器选中它，开始执行。
• 运行 → 阻塞：任务调用了 LOS_TaskDelay 或等待信号量。
• 阻塞 → 就绪：等待的条件满足了（延时到、信号量释放）。
• 运行 → 挂起：其他任务调用了 LOS_TaskSuspend。
• 挂起 → 就绪：调用了 LOS_TaskResume。

4.5 任务优先级设计建议

优先级怎么分配？我一般遵循这几个原则：

• 实时性要求高的任务（比如电机控制、传感器读取）给高优先级，0~5 之间。
• 通信类任务（比如 UART 收发、SPI 通信）给中等优先级，6~10。
• 后台处理任务（比如日志记录、状态上报）给低优先级，11~15。
• 空闲任务（Idle Task）优先级最低，系统默认是 31。

LiteOS-M 支持 32 级优先级（0~31），0 最高，31 最低。这个范围对大多数 IoT 设备来说足够了。我做过一个项目，用了 8 个任务，优先级从 3 到 20，调度非常稳定。

4.6 任务栈溢出检测

栈溢出是嵌入式开发的“隐形杀手”。LiteOS-M 提供了栈溢出检测机制，在创建任务时，系统会在栈顶和栈底各写一个“魔数”（0xCCCCCCCC）。每次任务切换时，检查魔数是否被覆盖。如果被覆盖，说明栈溢出了。

开启方法：在 target_config.h 里定义 LOSCFG_BASE_CORE_TSK_MONITOR 为 1。

#define LOSCFG_BASE_CORE_TSK_MONITOR 1

检测到溢出时，系统会调用 OsStackOverflowHook，你可以在这里加打印或者进入断言。我一般会打印任务名和当前栈使用量：

VOID OsStackOverflowHook(UINT32 taskID)
{
    TskCB *taskCB = OS_TCB_FROM_TASKID(taskID);
    printf("Stack overflow! Task: %s, ID: %u\n",
           taskCB->taskName, taskID);
    while(1); // 死等，方便调试
}