本地存儲(chǔ)指針是RTOS中的一個(gè)重要特性，增強(qiáng)了任務(wù)管理和數(shù)據(jù)處理能力。在RTOS上下文中，本地存儲(chǔ)是指存儲(chǔ)在本地的特定任務(wù)或?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)。通常與任務(wù)本地存儲(chǔ)（Task Local Storage，TLS）有關(guān)，其中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在任務(wù)控制塊（TCB）中，允許每個(gè)任務(wù)具有私有的、特定于任務(wù)的變量。

本地存儲(chǔ)指針

全局變量通常用于函數(shù)間的數(shù)據(jù)傳遞。這可能會(huì)導(dǎo)致不同的任務(wù)修改同一變量，從而導(dǎo)致沖突。為了解決這個(gè)問(wèn)題，通過(guò)TLS將全局變量作為任務(wù)私有變量使用，確保任務(wù)可以獨(dú)立地存儲(chǔ)和檢索自己的數(shù)據(jù)。通過(guò)將特定于任務(wù)的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)范圍的變量分開(kāi)來(lái)提高代碼的可重用性，從而使其更易于管理和維護(hù)。

示例

考慮一個(gè)有多個(gè)PI控制器來(lái)控制幾個(gè)過(guò)程的系統(tǒng)，每個(gè)PI控制器包含一個(gè)積分器值，該值必須保存以供下一個(gè)控制器步驟計(jì)算。圖1顯示了通過(guò)全局變量實(shí)現(xiàn)的方法，該方法需要特定的引用來(lái)確保每個(gè)任務(wù)訪問(wèn)正確的數(shù)據(jù)，從而使實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜。

圖1 使用全局變量

圖2顯示了使用了TLS的相同系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。使用TLS，每個(gè)任務(wù)都可以使用自己的本地存儲(chǔ)來(lái)引用積分器值。該方式簡(jiǎn)化了代碼，每個(gè)任務(wù)直接管理自己的數(shù)據(jù)，使其更容易擴(kuò)展和維護(hù)。

圖2 使用TLS

SAFERTOS中的本地存儲(chǔ)指針

為了允許應(yīng)用設(shè)計(jì)人員靈活使用的本地存儲(chǔ)接口，SAFERTOS將其實(shí)現(xiàn)為一個(gè)void類型指針，稱為本地存儲(chǔ)指針。每個(gè)任務(wù)（定時(shí)器）都可以在任務(wù)或定時(shí)器控制塊中存儲(chǔ)自己唯一的數(shù)據(jù)對(duì)象。

SAFERTOS中的void指針允許應(yīng)用程序設(shè)計(jì)人員根據(jù)任務(wù)的需要存儲(chǔ)任何類型的數(shù)據(jù)，無(wú)論是簡(jiǎn)單的數(shù)組還是更復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式取決于數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。void指針的長(zhǎng)度取決于體系結(jié)構(gòu)，在32位體系結(jié)構(gòu)中，void指針的長(zhǎng)度為32位或者4個(gè)字節(jié)。這意味著如果TLS中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為4字節(jié)或以下，可以直接保存在存儲(chǔ)指針中。如果超過(guò)4字節(jié)數(shù)，通過(guò)指針引用預(yù)分配的內(nèi)存塊（SAFERTOS不允許動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配）。

本地存儲(chǔ)指針在任務(wù)或定時(shí)器創(chuàng)建時(shí)設(shè)置，可以使用特定的API函數(shù)(pvTaskTLSObjectGet(), pvTimerTLSObjectGet()）訪問(wèn)數(shù)據(jù)。

本地存儲(chǔ)指針為SAFERTOS中提供了一種高度靈活的方式來(lái)管理特定于任務(wù)的數(shù)據(jù)，從而生成更干凈、易于維護(hù)的代碼。通過(guò)TLS，任務(wù)可以管理自己的數(shù)據(jù)，而不必?fù)?dān)心全局狀態(tài)，從而減少?zèng)_突的風(fēng)險(xiǎn)，提高應(yīng)用程序的整體效率。

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