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

本地存儲指針

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。為了解決這個問題，通過TLS將全局變量作為任務(wù)私有變量使用，確保任務(wù)可以獨立地存儲和檢索自己的數(shù)據(jù)。通過將特定于任務(wù)的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)范圍的變量分開來提高代碼的可重用性，從而使其更易于管理和維護(hù)。

示例

考慮一個有多個PI控制器來控制幾個過程的系統(tǒng)，每個PI控制器包含一個積分器值，該值必須保存以供下一個控制器步驟計算。圖1顯示了通過全局變量實現(xiàn)的方法，該方法需要特定的引用來確保每個任務(wù)訪問正確的數(shù)據(jù)，從而使實現(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)實現(xiàn)。使用TLS，每個任務(wù)都可以使用自己的本地存儲來引用積分器值。該方式簡化了代碼，每個任務(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中的本地存儲指針

為了允許應(yīng)用設(shè)計人員靈活使用的本地存儲接口，SAFERTOS將其實現(xiàn)為一個void類型指針，稱為本地存儲指針。每個任務(wù)（定時器）都可以在任務(wù)或定時器控制塊中存儲自己唯一的數(shù)據(jù)對象。

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

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

本地存儲指針在任務(wù)或定時器創(chuàng)建時設(shè)置，可以使用特定的API函數(shù)(pvTaskTLSObjectGet(), pvTimerTLSObjectGet()）訪問數(shù)據(jù)。

本地存儲指針為SAFERTOS中提供了一種高度靈活的方式來管理特定于任務(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)，從而減少沖突的風(fēng)險，提高應(yīng)用程序的整體效率。

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