在ucOSII的緒表中使用一個(gè)很妙的查找方式,下面對(duì)其查找過程進(jìn)行詳細(xì)分析(目的就是加快查找速度)
對(duì)于ucOSII而言,其最大的任務(wù)數(shù)是64個(gè),因此為了標(biāo)記其任務(wù)的狀態(tài),ucOSII使用了八個(gè)變量表示每個(gè)任務(wù)的狀態(tài),每個(gè)變量每個(gè)位對(duì)應(yīng)任務(wù)的狀態(tài):
如果我們直接去查找就緒任務(wù)的最高優(yōu)先級(jí)任務(wù),那我們需要遍歷這八個(gè)變量,去判斷最高位是1,很顯然在最壞情況下需要遍歷64次,那有沒有更好的方法呢,仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)一個(gè)規(guī)律,當(dāng)任務(wù)優(yōu)先級(jí)是8的時(shí)候,其就緒標(biāo)志位在OSRdyTbl[1]中的第0位,8對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制是00001000,這樣00001正好是1,000正好是0, 我們?cè)诳纯雌渌遣皇沁@樣,例如7的二進(jìn)制00000111,00000對(duì)應(yīng)的是0,也就是OSRdy[0],111對(duì)應(yīng)7,也就是第7位,繼續(xù)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)確實(shí)所有的優(yōu)先級(jí)都滿足這個(gè)規(guī)律,因此我們可以利用這一點(diǎn)來加快查找速度。 這樣我們就有如下結(jié)構(gòu):
實(shí)際上有OSRdyl的下標(biāo)表示中只有3,4,5三位有效,因?yàn)檫@里只有8組,不過這個(gè)無(wú)所謂,都是一樣的。 為了表示這些組中有沒有就緒任務(wù),ucOSII中定義了一個(gè)OSRdyGrp這個(gè)變量,該變量是一個(gè)8位的無(wú)符號(hào)整型,這樣每一位表示每個(gè)組有無(wú)就緒任務(wù):
這樣OSRdyGrp的初始值為0,當(dāng)有一個(gè)任務(wù)創(chuàng)建時(shí),那就將該任務(wù)所在的組(即OSRdyTbl)對(duì)應(yīng)的OSRdyGrp相應(yīng)的位設(shè)置為1,當(dāng)有任務(wù)刪除時(shí),那就將該任務(wù)所在的組對(duì)應(yīng)的OSRdyGrp相應(yīng)的位設(shè)置為0,如下:
創(chuàng)建任務(wù)(登記):
OSRdyTbl[prio>>3] |= (prio&0x07);
OSRdyGrp |= (prio>>3);
刪除任務(wù)(注銷):
OSRdyTbl[prio>>3] &= ~(prio&0x07);
OSRdyGrp &= ~(prio>>3);
在ucOSII中為了加快速度,定義了一個(gè)數(shù)組const UINT8 OSMapTbl[8](說明:這里可以看到OSRdyGrp對(duì)其一個(gè)變量位操作會(huì)通過很多指令完成,但是如果對(duì)一個(gè)固定的常量進(jìn)行位操作就減少很多指令)
這樣上面的操作就變?yōu)榱巳缦虏僮鳎?/p>
創(chuàng)建任務(wù)(登記):
OSRdyTbl[prio>>3] |= OSMapTbl [prio&0x07];
OSRdyGrp |= OSMapTbl [(prio>>3)];
刪除任務(wù)(注銷):
OSRdyTbl[prio>>3] &= ~OSMapTbl [prio&0x07];
OSRdyGrp &= ~OSMapTbl [(prio>>3)];
這樣就完成了任務(wù)創(chuàng)建和刪除時(shí)對(duì)就緒表的操作,在ucOSII中還需要涉及到最高優(yōu)先級(jí)查找,因?yàn)楫?dāng)當(dāng)前運(yùn)行任務(wù)進(jìn)入阻塞態(tài)時(shí),下一個(gè)運(yùn)行任務(wù)就應(yīng)該時(shí)最高優(yōu)先級(jí)任務(wù),因此我們必須找到最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù),顯然,我們需要找到數(shù)組中OSRdyTbl的為1的最高位在哪。 最然這個(gè)過程很簡(jiǎn)單,但是我們需要加快查找速度,在ucOSII中定義了一個(gè)查找表,這個(gè)表可以直接索引到對(duì)應(yīng)的為1的最高位(也就是就緒表中最高優(yōu)先級(jí)),其實(shí)這個(gè)過程和上面對(duì)OSRdyGrp的操作是一個(gè)反過程,首先我們要確定哪個(gè)組(OSRdyTbl[8])中有就緒任務(wù),那這個(gè)如何做呢? 假設(shè)此時(shí)OSRdyGrp=5(00000101),可以看到最高優(yōu)先級(jí)的組在2組(最高位為2位),現(xiàn)在我們還需要確定組中的哪個(gè)位,那又如何確定呢? 上面說過了,需要定義一個(gè)查找表,這樣我們就從這個(gè)方面下手。
首先我們需要完成OSRdyGrp=5映射到2類似這種映射(其實(shí)就是找出OSRdyGrp的最高位),其次就是找出OSRdyTb[]中的最高位,有趣的事情出現(xiàn)了,這兩個(gè)過程其實(shí)是同一個(gè)過程,都是找一個(gè)變量的最高位,因此我們只需要設(shè)計(jì)一張表就可以完成此工作哦,這個(gè)就是ucOSII中查找就緒任務(wù)的妙處所在。 好了,下面我們來設(shè)計(jì)這張表:
再次強(qiáng)調(diào)查找表的目的是找到一個(gè)變量最高位,比如5的最高位是2,3的最高位是1,1的最高位是0.....
最直接的辦法是枚舉,你沒有看錯(cuò),就是這么簡(jiǎn)單粗暴,總共有2的8次方就是256種情況,天啊,這我弄不了,這輩子都弄不了,其實(shí)不用你一個(gè)一個(gè)去枚舉,數(shù)學(xué)家說:不就是找出一個(gè)最高位么,簡(jiǎn)單,log2X就這么easy!,好了,我們就可到了查找表:
UnMapTbl[256]={0,log21,日志22,日志23,日志24,日志25,日志26,日志27......};
通過excel計(jì)算得到UnMapTbl[256]={ 0,0,1,2,2,2,3,3,3......};
馬上有人開始說了,這不對(duì)吧,這個(gè)和源碼中的不一樣,確實(shí),別急,且聽我說, 這里由于ucOSII中的優(yōu)先級(jí)是反的,也就是數(shù)值越大,其優(yōu)先級(jí)越低,因此,我們不是找到最高位,而是找到最低位,這樣查找表就變成了源碼中的那樣了,也就是
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 */
};
確定最高優(yōu)先級(jí)的過程就是這樣:
grp = OSUnMapTbl [OSRdyGrp];
prio = (grp <<3) + OSUnMapTbl [OSRdyTbl [grp] ;
至此,整個(gè)ucOSII的就緒表的分析結(jié)束了,思想很重要,不要僅僅拘泥據(jù)源碼。
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