UcosII 就绪表的理解

为了保证系统的实时性，在就绪表这一块，内核设计者设计了一种算法，这个算法在O(1)的时间里完成查找就绪表中最高优先级的任务（遍历就绪表来查找最高优先级的做法是不能保证实时性要求的）。关于就绪表，这里涉及到四个数据结构，分别是：OSRdyGrp、OSRdyTbl[]、OSMapTbl[]和OSUnMapTbl[]。前两者是全局变量（INT8U），OSRdyTbl[]数组的大小取决于OS_LOWEST_PRIO。后面两个数组是静态成员，其值见下面的表格和代码：

OSMapTbl[]的下标	OSMapTbl[]（即位掩码）
0	00000001
1	00000010
2	00000100
3	00001000
4	00010000
5	00100000
6	01000000
7	10000000

  

INT8U  const  OSUnMapTbl[] = {

    0, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,       /* 0x00 to 0x0F                             

    4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,       /* 0x10 to 0x1F                             

    5, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,       /* 0x20 to 0x2F                             

    4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,       /* 0x30 to 0x3F                             

    6, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,       /* 0x40 to 0x4F                           

    4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,       /* 0x50 to 0x5F                             

    5, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,       /* 0x60 to 0x6F                             

    4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,       /* 0x70 to 0x7F                             

    7, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,       /* 0x80 to 0x8F                             

    4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,       /* 0x90 to 0x9F                             

    5, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,       /* 0xA0 to 0xAF                             

    4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,       /* 0xB0 to 0xBF                             

    6, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,       /* 0xC0 to 0xCF                             

    4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,       /* 0xD0 to 0xDF                             

    5, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,       /* 0xE0 to 0xEF                             

    4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0        /* 0xF0 to 0xFF                             

}; 

 

先把就绪表的结构图贴出来看看：

至于这个就绪表是怎么构成的，为什么是8x8表格，这里就不浪费宝贵的网络资源了，任何一本书上都说得我比清楚。

      这里主要是说明一下OSMapTbl[]和OSUnMapTbl[]这两个数组的值是怎么得来的，以及对进入、脱离就绪态代码和找出最高优先级任务代码的理解。

      一、OSMapTbl[]数组。

      这个数组出现的目的是为了更方便的置位。说白点，使用OSMapTbl[index]的作用是更方便的把某个数值的第index位置1。比如：使任务进入就绪态的代码是：

OSRdyGrp  |= OSMapTbl[prio>>3];                   （1）

OSRdyTbl[prio>>3] |= OSMapTbl[prio&0x07];   （2）

先取prio（任务优先级）的“高三位”（这里的高三位是指不考虑prio的最高两位，剩下的六位中的高三位），“高三位”是OSRdyGrp的索引，就是说：“高三位”的值（0到7）指定OSRdyGrp（8位）中某一位置位，比如，“高三位”是111，即7，这样就把OSRdyGrp的第7位置1。再看代码（1），先通过prio>>3确定OSRdyGrp的哪一位应该置1（比如第7位），然后通过OSMapTbl[]表把这一位置1，其他位为0（比如OSMapTbl[7]=10000000），再通过位或操作就可以把OSRdyGrp的相应位（第7位）置1了。代码（2）是同样的道理。这里就说明了OSMapTbl[]数组的用处了。

      使任务脱离就绪态要对某些位进行清0操作，这里也要用到OSMapTbl[]数组，原理是一样的。代码如下：

1. if ((OSRdyTbl[prio >> 3] &= ~OSMapTbl[prio & 0x07]) == 0)    
   
2.     OSRdyGrp &= ~OSMapTbl[prio >> 3];   

第一行先对OSRdyTbl[]中某数据的某一位清0，然后进行判断，如果OSRdyTbl[]中这个数据为0（也主相当于这个数据的所有8位都已经清0了），再对OSRdyGrp的某位清0。

      二、OSUnMapTbl[]数组

       OSUnMapTbl[]数组主要是用于找出进入就绪态的优先级最高的任务。而这个地方也是我一开始没搞明白的，不明白OSUnMapTbl[]中的数值是怎么来的。

      先脱离所有上下文关系来说说OSUnMapTbl[]的一般意义。这里用二进制比较方便说明问题。OSUnMapTbl[]共0xFF个元素，0x00~0xFF为索引，而OSUnMapTbl[]里的值就是通过分析索引得到的。比如说，索引0x50, 二进制表示为0101 0000,然后从右边数，看第几位首先为1，则OSUnMapTbl[0x50]的值就为几。易知，0101 0000从右起，第4位首先为1，所以有OSUnMapTbl[0x50]=4。再比如0x51，二进制为0101 0001，右起第0位为1，所以OSUnMapTbl[0x51]=0。

      那为什么要从右数起呢？这个和优先级表有关系，优先级的值越小，优先级就越高。再看上面那幅优先级的结构图，可见，优先级是从右至左，从上至下越来越低的，最低优先级给了空闲任务。

      结合代码分析一下：

1. y    = OSUnMapTbl[OSRdyGrp];    
   
2. x    = OSUnMapTbl[OSRdyTbl[y]];    
   
3. prio = (y << 3) + x;   

      x、y的含义看上面的图就知道了：y是“高三位”，x是“低三位”。

      找最高优先级任务的过程是这样的：首先，查OSRdyGrp，看OSRdyGrp中右起的第几位首先为1，比如OSRdyGrp=0x56，0x56的二进制为0101 0110,可见右起第1位首先为1，所以y=OSUnMapTbl[0x56]=1，然后再去OSRdyTbl[y]即OSRdyTbl[1]中查找（为什么是OSRdyTbl[y]，这个书上说得很明确，这个得清楚得了解OSRdyGrp和OSRdyTbl[]之间的关系），这里假设OSRdyTbl[1]=0xD4，即1101 0100，同样找到OSRdyTbl[1]中右起的第2位首先为1，这样得到x=2，再通过第3行的移位运算就可以得到最高优先级的任务的优先级了。
转自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_9f14969901011t53.html