uCOS-II任务就绪表OSRdyGrp、OSRdyTbl、OSUnMapTbl原理

uCOS版本：V2.91

    使用过uCOS的人应该都知道，每一个uCOS的任务都有一个特定的优先级，就像人的身份证一样，是唯一的，这个优先级在创建的时候就有直到这个任务被删除，整个生命周期都是存在的。优先级越低，任务的优先级就越高。

    本文主要讲述，优先级存在哪里，存放的原理，以及任务切换时是如何查找到优先级高的任务的。

    uCOS的任务优先级存储主要用到以下几个变量：OSRdyGrp，OSRdyTbl，OSUnMapTbl

OSRdyGrp：这是一个INT8U类型的变量，这个变量用来表征哪一组优先级已准备好

OSRdyTbl：这是一个INT8U类型的数组，所有的优先级都保存在这个表中。

OSUnMapTbl：这个表用来查找最高优先级使用。

    以下介绍均认为最大任务数为64.

    首先要介绍的是OSRdyGrp和OSRdyTbl。OSRdyGrp类型为OS_PRIO,也就是INT8U。

    OSRdyGrp表示优先级分组，在UCos中，任务优先级分为8组，每组有8个任务。OSRdyGrp的每一位表示一个分组，例如：OSRdyGrp的值为0x01即二进制位00000001，则表示优先级为0-7的任务中有一个或多个处于就绪状态。

    OSRdyTbl为任务就绪表，这个表中存储了所有任务的就绪状态，表类型为OS_PRIO,也就是INT8U，定义为

这里OS_RDY_TBL_SIZE值为8，所以OSRdyTbl数组相当于一个8行8列的表格，如下：

下面看整个流程。

基本的思路就是把所有就绪的任务优先级存储起来，然后在任务切换时查找优先级最高的任务去执行即可。

任务的优先级存储是任务的创建时进行存储的。

在os_task.c文件中OSTaskCreate()，其中在调用OS_TCBInit()函数进行任务控制快点额初始化中的后面部分，有如下语句：

在这里看下，OSTCBBitX和OSTCBBitY这两个变量的来历。首先他们的类型是OS_PRIO,也就是INT8U，这两个变量的赋值在OS_TCBInit()函数的大概中间位置，这里我们假设最大任务数为64，所以我们只看前面两行和后面两行，

第一行，由任务的优先级右移3位，相当于缩小8倍，用于任务优先级的分组，上面已经讲到任务优先级分为8组。第五行，将这个值赋给OSTCBBitY，最终赋值给OSRdyGrp，意为只要该组有任务就绪，则该位置位。

第二行，取优先级低3位，相当于对8取余，用来计算该优先级在当组的哪一个位置。第6行，将这个值赋给OSTCBBitX，最终设定在OSRdyTbl表中。

此时任务优先级储存完成。

接下来看在任务切换的时候如何查找已就绪的最高优先级。

具体实现在os_core.c文件中的OS_SchedNew()函数中,

我们都知道，在ucos中，任务优先级越低，任务的优先级越高，所以我们要做的就是查找OSRdyTbl表中被置位的最小位置。ucos中，查找的方法是先找到就绪的组，然后再找到这个组中优先级最高的任务，比如说现在有,3个任务就绪，分别是5,20,45，则OSRdyGrp的值为00100101.我们知道，最高优先级是5.要想找到这个5，先找到这个5所在的组，相当于找OSRdyGrp变量所有位中被置位的最低位，这里被置位的最低位是第0位，所以为第0组，查找方法为查表。这里介绍最后一个数组变量OSUnMapTbl，这个数组中存储的是相应的数组下标被置位的最低位。比如5，最低被置位的是第0位，所以OSUnMapTbl[5] = 0,再比如8，最低被置位的是第1位，所以OSUnMapTbl[8] = 1.这样在查找最低位的时候就可以通过查表进行了。

下面举个栗子讲述一下整个流程：

初始化时创建3个任务，优先级分别为5,20，50

优先级为5：

OSTCBY= prio >> 3;           // OSTCBY= 0x00

OSTCBX= prio & 0x07;       // OSTCBX= 0x05

OSTCBBitY  = 1uL << OSTCBY;  //  OSTCBBitY  = 0x01
OSTCBBitX  = 1uL << OSTCBX;  //  OSTCBBitX  = 0x05

OSRdyGrp |= OSTCBBitY ;       //  OSRdyGrp  = 0x01  00000001

OSRdyTbl[OSTCBY] |= OSTCBBitX; // OSRdyTbl[0] = 00100000

优先级为20：

OSTCBY= prio >> 3;           // OSTCBY= 0x02  00000010

OSTCBX= prio & 0x07;       // OSTCBX= 0x04  00000100

OSTCBBitY  = 1uL << OSTCBY;  //  OSTCBBitY  = 0x04  00000100
OSTCBBitX  = 1uL << OSTCBX;  //  OSTCBBitX  = 0x10  00010000

OSRdyGrp |= OSTCBBitY ;       //  OSRdyGrp  = 0x05  00000101

OSRdyTbl[OSTCBY] |= OSTCBBitX; // OSRdyTbl[2] = 00010000

优先级为50：

OSTCBY= prio >> 3;           // OSTCBY= 0x06  00000110

OSTCBX= prio & 0x07;       // OSTCBX= 0x02  00000010

OSTCBBitY  = 1uL << OSTCBY;  //  OSTCBBitY  = 0x00  01000000
OSTCBBitX  = 1uL << OSTCBX;  //  OSTCBBitX  = 0x04 00000100  

OSRdyGrp |= OSTCBBitY ;       //  OSRdyGrp  = 0x45  01000101

OSRdyTbl[OSTCBY] |= OSTCBBitX; // OSRdyTbl[6] = 00000100

注意观察，此时，OSRdyGrp 的值已经从开始的0x00，变为现在的0x45,01000101，任务就绪表如下：

此时，任务就绪表存储已完成，接下来进行任务切换时候的查找。

    y             = OSUnMapTbl[OSRdyGrp];  // y = OSUnMapTbl[0x45] = OSUnMapTbl[69] = 0

    OSPrioHighRdy = (INT8U)((y << 3u) + OSUnMapTbl[OSRdyTbl[y]]);  

    //OSPrioHighRdy = 0+OSUnMapTbl[0x20] 

                                 = 0+OSUnMapTbl[32]

                                 = 0+5

                                 = 5

这样就找到了最高优先级5