ucos-II小結—-再論就緒表

2009/2/26ucos-II小結----再論就緒表      前面有一篇日誌是轉載網上的關於就緒表的文章，轉載的時候還對就緒表不甚瞭解，今天上午再看了一遍，有所得，先記下。       為了保證系統的即時性，在就緒表這一塊，核心設計者設計了一種演算法，這個演算法在O(1)的時間裡完成尋找就緒表中最高優先順序的任務（遍曆就緒表來尋找最高優先順序的做法是不能保證即時性要求的）。關於就緒表，這裡涉及到四個資料結構，分別是：OSRdyGrp、OSRdyTbl[]、OSMapTbl[]和OSUnMapTbl[]。前兩者是全域變數（INT8U），OSRdyTbl[]數組的大小取決於OS_LOWEST_PRIO。後面兩個數組是靜態成員，其值見下面的表格和代碼：

OSMapTbl[]的下標	OSMapTbl[]（即位元遮罩）
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                             
}; 
 先把就緒表的結構圖貼出來看看：至於這個就緒表是怎麼構成的，為什麼是8x8表格，這裡就不浪費寶貴的網路資源了，任何一本書上都說得我比清楚。      這裡主要是說明一下OSMapTbl[]和OSUnMapTbl[]這兩個數組的值是怎麼得來的，以及對進入、脫離就緒態代碼和找出最高優先順序任務代碼的理解。      一、OSMapTbl[]數組。      這個數組出現的目的是為了更方便的置位。說白點，使用OSMapTbl[index]的作用是更方便的把某個數值的第index位置1。比如：使任務進入就緒態的代碼是：

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

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

先取prio（任務優先順序）的“高三位”（這裡的高三位是指不考慮prio的最高兩位，剩下的六位中的高三位），“高三位”是OSRdyGrp的索引，就是說：“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，這樣就把OSRdyGrp的第7位置1。再看代碼（1），先通過prio>>3確定OSRdyGrp的哪一位應該置1（比如第7位），然後通過OSMapTbl[]表把這一位置1，其他位為0（比如OSMapTbl[7]=10000000），再通過位或操作就可以把OSRdyGrp的相應位（第7位）置1了。代碼（2）是同樣的道理。這裡就說明了OSMapTbl[]數組的用處了。

      使任務脫離就緒態要對某些位進行清0操作，這裡也要用到OSMapTbl[]數組，原理是一樣的。代碼如下：

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

第一行先對OSRdyTbl[]中某資料的某一位清0，然後進行判斷，如果OSRdyTbl[]中這個資料為0（也主相當於這個資料的所有8位都已經清0了），再對OSRdyGrp的某位清0。

      二、OSUnMapTbl[]數組

       OSUnMapTbl[]數組主要是用於找出進入就緒態的優先順序最高的任務。而這個地方也是我一開始沒搞明白的，不明白OSUnMapTbl[]中的數值是怎麼來的。

      先脫離所有上下文關係來說說OSUnMapTbl[]的一般意義。這裡用二進位比較方便說明問題。OSUnMapTbl[]共0xFF個元素，0x00~0xFF為索引，而OSUnMapTbl[]裡的值就是通過分析索引得到的。比如說，索引0x50, 二進位表示為0101 0000,然後從右邊數，看第幾位首先為1，則OSUnMapTbl[0x50]的值就為幾。易知，0101 0000從右起，第4位首先為1，所以有OSUnMapTbl[0x50]=4。再比如0x51，二進位為0101 0001，右起第0位為1，所以OSUnMapTbl[0x51]=0。

      那為什麼要從右數起呢？這個和優先順序表有關係，優先順序的值越小，優先順序就越高。再看上面那幅優先順序的結構圖，可見，優先順序是從右至左，從上至下越來越低的，最低優先順序給了空閑任務。

      結合程式碼分析一下：

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

      x、y的含義看上面的圖就知道了：y是“高三位”，x是“低三位”。

      找最高優先順序任務的過程是這樣的：首先，查OSRdyGrp，看OSRdyGrp中右起的第幾位首先為1，比如OSRdyGrp=0x56，0x56的二進位為0101 0110,可見右起第1位首先為1，所以y=OSUnMapTbl[0x56]=1，然後再去OSRdyTbl[y]即OSRdyTbl[1]中尋找（為什麼是OSRdyTbl[y]，這個書上說得很明確，這個得清楚得瞭解OSRdyGrp和OSRdyTbl[]之間的關係），這裡假設OSRdyTbl[1]=0xD4，即1101 0100，同樣找到OSRdyTbl[1]中右起的第2位首先為1，這樣得到x=2，再通過第3行的移位元運算就可以得到最高優先順序的任務的優先順序了。