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详解UCOS中的任务调度机制

时间:2017-05-22 12:51:19      阅读:260      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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本文和大家分享的主要是ucos 任务调度机制相关内容,一起来看看吧,希望对大家 学习ucos有所帮助。
一个操作系统内核提供的最核心的功能就是任务的调度机制,操作系统的内核调度机制有大体有两种,一种是时间片轮番调度,就是将一个系统周期分为好几段,第一段时间执行第一个任务,第二段时间执行第二个任务.... 每一段时间都执行相应的任务。一种就是抢占式实时内核,即优先级最高的任务优先运行,不论什么时候,只要就绪的任务中有比当前正在执行的任务优先级更高的任务,就暂停当前的任务去执行优先级最高的任务。 UCOS_II 就是抢占式的实时内核。
UCOS 中跟任务调度相关的变量如下:
 OS_EXT  INT8U   OSRdyGrp; OS_EXT  INT8U   OSRdyTbl[64];
UCOS  一共支持 64 个任务,任务的优先级的书越低优先级越高。我们将 64 个任务分为 8 组,每组 8个优先级。
优先级      0 ->7         为优先级组 0
优先级      8 ->15       为优先级组 1
优先级      16->23      为优先级组 2
优先级      24 ->31     为优先级组 3
优先级      32 ->39     为优先级组 4
优先级      40->47      为优先级组 5
优先级      48 ->55     为优先级组 6
优先级      56->63      为优先级组 7
OSRdyGrp  是 INT8U 类型的, OSRdyGrp 中的每一位代表每一组中是否有任务进入了就绪态。
如果第0 组任何一个任务进入就绪态  -------->OSRdyGrp |= 00000001;
如果第1 组任何一个任务进入就绪态  -------->OSRdyGrp |= 00000010;
如果第2 组任何一个任务进入就绪态  -------->OSRdyGrp |= 00000100;
如果第3 组任何一个任务进入就绪态  -------->OSRdyGrp |= 00001000;
如果第4 组任何一个任务进入就绪态  -------->OSRdyGrp |= 00010000;
如果第5 组任何一个任务进入就绪态  -------->OSRdyGrp |= 00100000;
如果第6 组任何一个任务进入就绪态  -------->OSRdyGrp |= 01000000;
如果第7 组任何一个任务进入就绪态  -------->OSRdyGrp |= 10000000;
总结规律即: OSRdyGrp |= 1<<( 组 );
OSRdyTbl[8] 是一个数组, OSRdyTbl[n] 中的每一位代表第 n 组中的第几个任务进入了就绪态。
如果第0 组的第一个任务进入了就绪态  -------> OSRdyTbl[0] |=  00000001
如果第0 组的第七个任务进入了就绪态  -------> OSRdyTbl[0] |=  10000000
如果第2 组的第三个任务进入了就绪态  -------> OSRdyTbl[2] |=  00001000
如果第7 组的第六个任务进入了就绪态  -------> OSRdyTbl[7] |=  01000000
即 OSRdyTbl[ 组 ] |=1<< ( 任务的优先级 &0X07)
这里难懂的原因就是数组的下表是0->7, 所以 prio/8 得到的优先级组的范围是 0->7,
但是一个对INT8U 进行逐位操作的时候却是第一位到第八位,要进行转换所以使这里比较难懂
所以使一个任务进入就绪态的过程为(prio 为任务的优先级 ) :
x = piro & 0X07;       // 任务在优先级组中的位置  0----->7
y = p >> 3 ;           // 任务所处的优先级组      0----->7
bitX = 1<<x;
bitY = 1<<y;
OSRdyGrp |= bitY;      // 相应的优先级组的位置 1
OSRdyTbl[y]  |= bitX;  // 把相应的优先机组中相应的位置 1
以优先级22 的任务为例:
x = 22 & 0X07  = 6;
y = 22 >>3  = 2;
bitX = 1<<6;      //01000000
bitY = 1<<2;      //00000100
OSRdyGrp |= 00000100 ;       // 第 2 个优先级组中有任务处于就绪态
OSRdyTbl[2] |= 01000000;     // 第 2 个优先级组中第 7 个任务处于就绪态
与上面相反,使一个任务脱离就绪态的过程如下:
OSRdyTbl[y] &= ~bixX;   if(OSRdyTbl[y]==0)
{
OSRdyGrp &= ~bitY;
}
OSRdyGrp  一共有 8 位,所以一共有 256 中组合,假定 OSRdyGrp = 11011000 ,此时的OSRdyGrp 代表的意思是:优先级组 3,4,6,7 中都有任务进入就绪态了。因为我们只需要处理优先级最高的任务,所以我们只管 OSRdyGrp 中第一个二进制位 1 所在的位置,即当前最高优先级任务在第 3 组中。我们把这 256 中情况都做这样的处理构建出这样一个表,直接查表即可的出当前最高优先级任务所在的组。
INT8U   const  OSUnMapTbl[256] = {
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 */
};
先查出最高优先级任务所在的组,然后再查出改组中优先级最高的任务(最先出现1 的二进制位),即可得出最高优先级任务的优先级:
y = OSUnMapTbl[OSRdyGrp]; // 得到最高优先级任务所在的组 x = OSUnMapTbl[OSRdyTbl[y]]; // 该组中优先级最高的位 prio = y<<3 + x;           // 最高优先级
跟任务调度相关的函数都在os_core.c 文件中调度的具体函数如下:
该函数的功能是找出就绪表中优先级最高的任务
void  OS_Sched (void)
{
#if OS_CRITICAL_METHOD == 3
OS_CPU_SR  cpu_sr = 0;    // 为 CPU 状态寄存器分配空间
#endif
OS_ENTER_CRITICAL();
if (OSIntNesting == 0)       // 中断服务程序中不能调度
{
if (OSLockNesting == 0)      // 调度器上锁时不能进行调度
{
OS_SchedNew();    // 找出就绪表中优先级最高的任务
if (OSPrioHighRdy != OSPrioCur)        // 最高优先级任务不是当前任务时才进行调度
{
OSTCBHighRdy = OSTCBPrioTbl[OSPrioHighRdy];
#if OS_TASK_PROFILE_EN > 0
OSTCBHighRdy->OSTCBCtxSwCtr++;   // 统计该任务切换次数
#endif
OSCtxSwCtr++;              // 统计系统所有任务切换次数
OS_TASK_SW();        // 执行任务切换
}
}
}
OS_EXIT_CRITICAL();
}
来源:csdn

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jiangjie190
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