uC/OS-II中优先级机制分析

在网上找到的~感觉总结的非常好~贴过来保存下~源地址：http://peacemind.blog.hexun.com/15156734_d.html

在uC/OS-II中共有64个优先级，0优先级最高，63优先级最低。每个优先级只能对应到一个任务，也就是说在uC/OS-II不支持具有相同优先级的任务，所以只能创建64个任务，而用户只能创建56个任务，有一个优先级最低的空闲任务，在没有用户任务运行的时候运行。 
uC/OS-II支持不同优先级间的任务调度，通过任务各自对应的优先级状态，快速地由OSTCBPrioTbl[OSPrioHighRdy]（OSPrioHighRdy用来记录当前任务中最高优先级值）指针的指向切换到期望的TCB 来完成调度。这种调度与uC/OS-II的OSTCBList 数据结构紧密相关，其数据结构如图1 所示。 


这是一个双向线性链表结构，任务调度是从线性链表上的一个结点( 一个TCB 控制块) 切换到从链表上的另一个结点，而不同的结点对应着不同的优先级，这样来完成不同优先级的任务调度。 



我们知道每个任务都有自己的优先级，不能和其他任务优先级相同。每个任务的就绪态标志都放入就绪表中的，就绪表中有两个变量OSRdyGrp（Ready list group）和OSRdyTbl[]（Table of tasks which are ready to run）。在OSRdyGrp中，任务按优先级分组，8个任务为一组。OSRdyGrp中的每一位表示8组任务中每一组中是否有进入就绪态的任务。任务进入就绪态时，就绪表OSRdyTbl[]中的相应元素的相应位也置位。就绪表OSRdyTbl[]数组的大小取决于OS_LOWEST_PRIO(见文件OS_cfg.h)。 
为确定下次该哪个优先级的任务运行了，内核调度器总是将OS_LOWEST_PRIO在就绪表中相应字节的相应位置1。OSRdyGrp和OSRdyTbl[]的关系见上图，是按以下规则给出的： 
当OSRdyTbl[0]中的任何一位是1时，OSRdyGrp的第0位置1， 
当OSRdyTbl[1]中的任何一位是1时，OSRdyGrp的第1位置1， 
当OSRdyTbl[2]中的任何一位是1时，OSRdyGrp的第2位置1， 
当OSRdyTbl[3]中的任何一位是1时，OSRdyGrp的第3位置1， 
当OSRdyTbl[4]中的任何一位是1时，OSRdyGrp的第4位置1， 
当OSRdyTbl[5]中的任何一位是1时，OSRdyGrp的第5位置1， 
当OSRdyTbl[6]中的任何一位是1时，OSRdyGrp的第6位置1， 
当OSRdyTbl[7]中的任何一位是1时，OSRdyGrp的第7位置1。 
下面的程序清单中代码用于将任务放入就绪表。Prio是任务的优先级。使任务进入就绪态。 

/*这行代码功能是找到列, 把列上的值置为1。不妨假设prio的值为13, 即优先级为13. prio>>3 右移3位后值为1, 可以查OSMapTbl表找出 OSMapTbl[1] 的值为 0000 0010. 再用0000 0010 和 OSRdyGrp 进行或运算。*/ 
OSRdyGrp |= OSMapTbl[prio >> 3]; 
OSRdyTbl[prio >> 3] |= OSMapTbl[prio & 0x07]; 

任务优先级的低三位用于确定是在OSRdyTbl[prio >> 3]数组的第几位。 OSMapTbl[]是在ROM中的（见文件OS_core.c）屏蔽字，用于限制OSRdyTbl[]数组的元素下标在0到7之间（或者我们可以这样理解：任务的优先级在[0，范围，共分为8组，每组8个任务，用6位二进制可以表示，其中任务优先级的高三位理解为优先级所在的组（prio >> 3），低三位理解为所在组中的偏移量（prio & 0x07）），见下表。

如果一个任务被删除了，则用如下程序清单中的代码做求反处理。从就绪表中删除一个任务。 

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

以上代码将就绪任务表数组OSRdyTbl[]中相应元素的相应位清零，而对于OSRdyGrp，只有当被删除任务所在任务组中全组任务一个都没有进入就绪态时，才将相应位清零。也就是说OSRdyTbl[prio>>3]所有的位都是零时，OSRdyGrp的相应位才清零。为了找到进入就绪态的优先级最高的任务，并不需要从OSRdyTbl[0]开始扫描整个就绪任务表，只需要查另外一张表，即优先级判定表 OSUnMapTbl [256](见文件OS_core.c)。OSRdyTbl[]中每个字节的8位代表这一组的8个任务哪些进入就绪态，且低位的优先级高于高位。利用OSRdyGrp查找OSUnMapTbl表可以得到就绪态中优先级最高任务所在的组，利用OSRdyTbl[OSUnMapTbl[OSRdyGrp]] 查找OSUnMapTbl表可以得到就绪态中优先级最高任务所在组中的偏移值，计算后就可以获得就绪态中最高优先级是多少，然后，通过OSTCBPrioTbl[prio]就可以得到就绪态的优先级最高的任务。代码如下： 

y    = OSUnMapTbl[OSRdyGrp]; 
x    = OSUnMapTbl[OSRdyTbl[y]]; 
prio = (y << 3) + x;; 
ptcb =OSTCBPrioTbl[prio];       /* Point to this task's OS_TCB */