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一种μC/OS-II任务调度硬件指令的实现
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2017-10-30
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μC/OS-II 是一种基于优先级的抢占式多任务实时操作系统，包含了实时内核、任务管理、时间管理、任务间通信同步（信号量，邮箱，消息 队列）和内存管理等功能。它可以使各个任务独立工作，互不干涉，很容易实现准时而且无误执行，使实时应用程序的设计和扩展变得容易，使应用程序的设计过程大为减化。
1 μC／OS-II的任务调度算法分析
1.1 μC／OS-II任务就绪表的解读
μC／OS操作系统采用优先级至上的任务调度原则，让进入就绪态任务中优先级最高的那个任务，一进入就绪态就能立即运行。μC／OS操作系统实现了一种巧妙的查表算法，利用这种算法能快速实现任务调度原则。如何从任务就绪表中，查找优先级最高的那个任务？归结起来：
两个变量（OSrdyGrp、OSRdyTb1［］）和两张表（OSMapTb1［］、OSUnMaTb1［］）。
μC／OS操作系统可支持64个任务，每个任务被赋予不同的优先级——从0级到最低优先级OS_LOWEST_PRIO，最末两个为操作系统所用，分别为统计任务和空闲任务的优先级。μC／OS-II任务就绪表如图1所示。判断任务就绪同样根据OSRdyTb1［］和OSRdyGrp两个变量来完成：OSR-dyTb1［］按任务优先级分成8组（即每一组8个任务优先级），当任务处于就绪状态时，对应的位为1，反之则为0；OSRdyTb1口组中任何一位为1时，对应的OSRdyGrp位置1。
图1 μC／OS-II任务就绪表
使任务进入就绪状态和脱离就绪状态，都是通过OSRdyTb1［］和OSRdyGrp这两个变量来查找OSMapTb1［］表完成的：
①进入就绪状态。
任务优先级的低3位用于确定任务在总就绪表OSRdyTb1［］中的位置。紧接着前面的3位用于确定是OSRclyTb1［］数组的第几个元素，两个变量都置1。
②脱离就绪状态。
代码将就绪任务表数组OSRdyTb1［］中相应元素的相应位清0，而只有当这一组中的所有任务都为脱离就绪态时，OSRdyGrp变量才会为0。
1.2 高优先级任务的查找
从任务就绪表中查找最高优先级任务，即从OSRdyTb1［］变量中找到最低为1的位是第几位（对应的就是最高优先级任务）。μC／OS-II采用查表的方式来找出处于就绪态的最高优先级任务，μC／OS-II中有一张256个单元的数据表OSUnMapTb1［］，表中按一定规律有128个O，64个1，32个2，16个3，8个4，4个5，2个6，1个7，还有1个0，共256字节。
1 μC／OS-II的任务调度算法分析
1.1 μC／OS-II任务就绪表的解读
μC／OS操作系统采用优先级至上的任务调度原则，让进入就绪态任务中优先级最高的那个任务，一进入就绪态就能立即运行。μC／OS操作系统实现了一种巧妙的查表算法，利用这种算法能快速实现任务调度原则。如何从任务就绪表中，查找优先级最高的那个任务？归结起来：
两个变量（OSrdyGrp、OSRdyTb1［］）和两张表（OSMapTb1［］、OSUnMaTb1［］）。
μC／OS操作系统可支持64个任务，每个任务被赋予不同的优先级——从0级到最低优先级OS_LOWEST_PRIO，最末两个为操作系统所用，分别为统计任务和空闲任务的优先级。μC／OS-II任务就绪表如图1所示。判断任务就绪同样根据OSRdyTb1［］和OSRdyGrp两个变量来完成：OSR-dyTb1［］按任务优先级分成8组（即每一组8个任务优先级），当任务处于就绪状态时，对应的位为1，反之则为0；OSRdyTb1口组中任何一位为1时，对应的OSRdyGrp位置1。
图1 μC／OS-II任务就绪表
使任务进入就绪状态和脱离就绪状态，都是通过OSRdyTb1［］和OSRdyGrp这两个变量来查找OSMapTb1［］表完成的：
①进入就绪状态。
任务优先级的低3位用于确定任务在总就绪表OSRdyTb1［］中的位置。紧接着前面的3位用于确定是OSRclyTb1［］数组的第几个元素，两个变量都置1。
②脱离就绪状态。
代码将就绪任务表数组OSRdyTb1［］中相应元素的相应位清0，而只有当这一组中的所有任务都为脱离就绪态时，OSRdyGrp变量才会为0。
1.2 高优先级任务的查找
从任务就绪表中查找最高优先级任务，即从OSRdyTb1［］变量中找到最低为1的位是第几位（对应的就是最高优先级任务）。μC／OS-II采用查表的方式来找出处于就绪态的最高优先级任务，μC／OS-II中有一张256个单元的数据表OSUnMapTb1［］，表中按一定规律有128个O，64个1，32个2，16个3，8个4，4个5，2个6，1个7，还有1个0，共256字节。
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