手把手，嘴對嘴，講解UCOSII嵌入式操作系統的任務調度策略（二）

 

 繼續……

if (ticks > 0u) {                            /* 延時參數是否為0 */
        OS_ENTER_CRITICAL();　　　　　　　　　　　　/* 禁止中斷 */
        y            =  OSTCBCur->OSTCBY;
        OSRdyTbl[y] &= (OS_PRIO)~OSTCBCur->OSTCBBitX;
        if (OSRdyTbl[y] == 0u) {
            OSRdyGrp &= (OS_PRIO)~OSTCBCur->OSTCBBitY;
        }
        OSTCBCur->OSTCBDly = ticks;
        OS_EXIT_CRITICAL();　　　　　　　　　　    /* 開啟中斷 */
        OS_Sched();
    }

在上一段代碼中，出現了一個陌生的數組： OSRdyTbl[]，跟蹤這個變量可以找到它的定義，發現它僅僅是一個uint8型的數組，長度是8個。

可以明確的告訴大家，這個數組很重要，應該算是任務優先級調度核心參數之一，與下面那個參數OSRdyGrp 合起來便可以作為任務就緒表。

※接下來需要講UCOSII系統的任務優先級調度策略，這一段有些復雜，需要反復思考，查閱大量的資料。

UCOSII的優先級策略

UCOSII操作系統最大可以管理64個任務（255個的暫時不討論），每個任務都有唯一的優先級，從0開始到64，數字越小優先級越高，越優先進行系統調用，為了方面管理和調度，系統把64任務的優先級進行了分組。

每8個優先級為一組，一共8組。

舉例：

　　以前我上幼兒園的時候，我們小班有64個小朋友，每個小朋友都有自己的學號（從0到63），老師為了方面管理，把我們分成了8個小組（從0到7），每組8個小朋友……作為小朋友的我來說，當然不理解這樣分組的意義，不過對於老師而言，這樣做肯定是有用的。

       下面是分組以后小朋友的坐席表：

　　

 

 

當有一個名叫波波的小朋友的學號是12的時候，那他屬於哪個組？看下圖，當然是第1組，而且我的座位號排第5（8,9,10,11,12）

 　

 

當一個任務的優先級確定了以后，那么它的組號和在組內的坐席號都是確定的，是永遠不可能發生改變的，所以在任務創建之時，這些信息都可以完全決定下來，現在再回想那兩句代碼，意義是不是瞬間就明白了？

當一個任務被創建以后，他所屬的組號必然就等於優先級的二級制的高3位，比如……下圖：

根據上面那個圖，那么這兩句代碼的意義也就很清楚了：

        ptcb->OSTCBY             = (INT8U)(prio >> 3u);
        ptcb->OSTCBX             = (INT8U)(prio & 0x07u);

就是根據任務的優先級，計算出組號和組內編號。

至於這兩個數據有什么用，分組出來有什么意義？請在小朋友波波的帶領下繼續往下看。

剛才那個陌生的數組： OSRdyTbl[8]之所以被稱為任務就緒表，是因為它里面保存的是當前所有任務的就緒狀態，它的長度是8，每一個元素代表一個組，比如 OSRdyTbl[0]代表第0組， OSRdyTbl[1]代表第1組，OSRdyTbl[2]代表第2組……以此類推。

由於它的數據類型是數據uint8，所以每一個元素中的每一個位（bit）代表組內的任務的就緒狀態（1為就緒，0為未就緒）。

舉例：

　　比如，當優先級為12 的任務就緒時，那么對應的OSRdyTbl[1]的第4位bit，絕對等於1……當整個系統中，當只有優先級為12的任務就緒，其他所有任務都沒有就緒時，那么OSRdyTbl[1] 絕對等於0x10。

　　再比如，當優先級為0 的任務就緒時，那么對應的OSRdyTbl[0]的第0位bit，絕對等於1……當整個系統中，當只有優先級為0的任務就緒，其他所有任務都沒有就緒時，那么OSRdyTbl[0] 絕對等於0x01。

       再再比如，當優先級為63 的任務就緒時，那么對應的OSRdyTbl[7]的第8位bit，絕對等於1……當整個系統中，當只有優先級為63的任務就緒，其他所有任務都沒有就緒時，那么OSRdyTbl[7] 絕對等於0x80。

       再再再比如，當優先級為0和1的任務就緒時，那么對應的OSRdyTbl[0]的第0位bit以及第1位bit，都絕對等於1……當整個系統中，當只有優先級為0和1的任務就緒，其他所有任務都沒有就緒時，那么OSRdyTbl[0] 絕對等於0x03。

小朋友們，現在理解了嗎？上面的話要認真理解，理解完后才可以繼續往下看。

 

當一個任務進入延時函數后，這個任務首先要暫停/休眠（把自己的就緒狀態取消），再要把CPU的執行權交給別的任務（把別的任務設置為就緒），這個過程也就是任務的切換。

然后現在我們可以繼續讀代碼了：

    if (ticks > 0u) {                            /* 0 means no delay!                                  */
        OS_ENTER_CRITICAL();
        y            = OSTCBCur->OSTCBY; /* Delay current task */
        OSRdyTbl[y] &= (OS_PRIO)~OSTCBCur->OSTCBBitX;
        if (OSRdyTbl[y] == 0u) {
            OSRdyGrp &= (OS_PRIO)~OSTCBCur->OSTCBBitY;
        }
        OSTCBCur->OSTCBDly = ticks;              /* Load ticks in TCB                                  */
        OS_EXIT_CRITICAL();
        OS_Sched();                              /* Find next task to run!                             */
    }

紅色的那句代碼所表達的意思，就是把當前任務的就緒表從1設置為0，從而使自身進入休眠狀態。

當優先級為12的任務進入此地，那么OSTCBCur->OSTCBY和y必然等於1，OSTCBCur->OSTCBBitX必然等於0x10（他的座位號是第4），OSRdyTbl[1]在執行紅色代碼之前，肯定是等於0x10（假如當前只有12這一個就緒任務）。

經過這樣一個取反在相與的計算，直接就把OSRdyTbl[1]的第4位bit的清空了，也就是把就緒狀態，設置成了未就緒狀態。

    if (ticks > 0u) {                            /* 0 means no delay!                                  */
        OS_ENTER_CRITICAL();
        y            =  OSTCBCur->OSTCBY;        /* Delay current task                                 */
        OSRdyTbl[y] &= (OS_PRIO)~OSTCBCur->OSTCBBitX;
        if (OSRdyTbl[y] == 0u) {
            OSRdyGrp &= (OS_PRIO)~OSTCBCur->OSTCBBitY; }
        OSTCBCur->OSTCBDly = ticks;              /* Load ticks in TCB                                  */
        OS_EXIT_CRITICAL();
        OS_Sched();                              /* Find next task to run!                             */
    }

　　這一句代碼，表示什么意思呢？

　　OSRdyTbl[]數組中的每個元素都代表了8個優先級任務的狀態，按照字面意思解讀，如果OSRdyTbl[x] == 0x00  (二進制00000000),那么就表示，當前這個組里面，沒有任何就緒的任務。

　　跟蹤變量OSRdyGrp ，可以找到它就是一個uint8型的數據，那么OSRdyGrp &= (OS_PRIO)~OSTCBCur->OSTCBBitY;這代碼本身的意思無需多言，也就是清空這個數據的某個bit。

　　OSRdyGrp 這個變量的作用是管理任務就緒組的組號，原理和OSRdyTbl[]數組差不多，這個擁有8個bit的變量，每一個bit代表一個組，只要這個組內有任何一個任務就緒，那么這個變量對應的bit位，就會置為1，只有該組內所有的任務都是未就緒的狀態，對應的那個bit才會被清零，邏輯算法上是或的關系。

　　舉例：

　　　　比如，系統中只有任務0就緒了，那么OSRdyGrp 便等於 0x01（二進制00000001）。

　　　　比如，系統中只有任務12就緒了，那么OSRdyGrp 便等於 0x02(二進制00000010)。

　　　　比如，系統中只有任務63就緒了，那么OSRdyGrp 便等於 0x80(二進制10000000)。

       　　比如，系統中有任務0和任務1都就緒了，那么OSRdyGrp 便等於 0x01(二進制00000001)。

　　　　比如，系統中有任務0和任務63都就緒了，那么OSRdyGrp 便等於 0x81(二進制10000001)。

回到代碼，因為同一個組內的所有任務都是邏輯或的關系，所以在同一個組內的所有任務都沒有就緒的情況下，才能把這個變量的對應bit位清空，只要有一個任務就緒，哪怕其余7個任務都沒有就緒，也不能清空，這個if實現的就是這個功能。

總結一下這四個變量的意義：

 

ptcb->OSTCBY　　　　：當前任務優先級所屬於的分組（0~7），比如優先級為12的任務，這個變量應該就是1

ptcb->OSTCBX　　　　：當前任務優先級在組內的序號，比如優先級為12的任務，這個變量應該就是4

ptcb->OSTCBBitY　　   ：用於邏輯運算的二進制變量，當前任務優先級所屬於的組號，在變量OSRdyGrp 中的所占的bit的偏移，比如優先級為12的任務，組號排在第一個位置，那么這個變量應該就是二進制00000010

ptcb->OSTCBBitX　　   ：用於邏輯運算的二進制變量，當前任務優先級在組內的序號所占的bit偏移，比如優先級為12的任務，排在第五個位置，因此這個變量應該就是二進制00010000

現在理解這些變量的意義了嗎？

 

 

    if (ticks > 0u) {                            /* 0 means no delay!                                  */
        OS_ENTER_CRITICAL();
        y            =  OSTCBCur->OSTCBY;        /* Delay current task                                 */
        OSRdyTbl[y] &= (OS_PRIO)~OSTCBCur->OSTCBBitX;
        if (OSRdyTbl[y] == 0u) {
            OSRdyGrp &= (OS_PRIO)~OSTCBCur->OSTCBBitY;
        }
        OSTCBCur->OSTCBDly = ticks;              /* Load ticks in TCB                                  */
        OS_EXIT_CRITICAL();
        OS_Sched();                              /* Find next task to run!                             */
    }

上面那一句代碼的意思是，記錄當前任務需要的延時時間（后面講具體的實現機制），比如當我調用delay_ms(5000)，那樣記錄的就是5000，但我調用delay_ms(100)記錄的就是100，只不過單位可能不同，我這里寫的毫秒，是因為我在系統的配置文件中把系統的節拍設置成了毫秒：

#define OS_TICKS_PER_SEC           1000u   /* Set the number of ticks in one second                        */

這個宏定義系統的滴答定時器，每一秒鍾發生多少個節拍，我定義的是1000，所以每個節拍就是1ms，因此延時函數也是這個級別（其實這樣不太好，因為節拍太密集，系統的負荷會很重，實際肯定會根據需要調整成稍微大一些的數）。

以上，進入延時函數的任務切換中，把當前任務的就緒狀態設置為未就緒的流程就講解完畢了，接下來講解如何喚醒一個新的任務。

待續……