μC/OS優(yōu)先級(jí)調(diào)度機(jī)制在PowerPC上的優(yōu)化解析

μC/OS是Jean J.Labrosse開(kāi)發(fā)的實(shí)時(shí)多任務(wù)內(nèi)核，最初是為Motorola 8位處理器68HC11寫(xiě)的。在后來(lái)的相關(guān)著作中，作者將代碼移植到了PC上，以便于更多的讀者學(xué)習(xí)。μC/OSII繼承了μC/OS的算法，有執(zhí)行效率高、占用空間小、實(shí)時(shí)性強(qiáng)和可擴(kuò)展性好等特點(diǎn)，被移植到幾乎所有類型的CPU上，成為在嵌入式領(lǐng)域非常有影響力的RTOS。然而，由于該實(shí)時(shí)內(nèi)核是為8位CPU設(shè)計(jì)的，對(duì)于那些具有優(yōu)先級(jí)算法硬件指令的CPU，僅做移植是很不夠的。

　　1 基于優(yōu)先級(jí)的任務(wù)調(diào)度

　　一個(gè)基于優(yōu)先級(jí)的實(shí)時(shí)多任務(wù)內(nèi)核的任務(wù)調(diào)度機(jī)制需要實(shí)現(xiàn)下面三個(gè)核心的處理功能：

　　◆ 將任務(wù)置于就緒態(tài)；

　　◆ 將任務(wù)取消就緒態(tài)；

　　◆ 找出最高優(yōu)先級(jí)的就緒態(tài)任務(wù)。

　　在32位機(jī)上運(yùn)行64個(gè)任務(wù)，可使用兩個(gè)32位的整型變量數(shù)組OSRdyTbl [2]，建立一個(gè)64位的任務(wù)就緒態(tài)向量;每一位表示對(duì)應(yīng)優(yōu)先級(jí)的任務(wù)是否處于就緒態(tài)，例如OSRdyTbl [0]的第4位為1表示優(yōu)先級(jí)為4的任務(wù)處于就緒態(tài)。構(gòu)造如下的三個(gè)函數(shù)，用來(lái)完成設(shè)置任務(wù)就緒、取消任務(wù)就緒和尋找當(dāng)前最高優(yōu)先級(jí)的就緒任務(wù)。

　　void SetTaskRdyBit(INT8U Prio){/*設(shè)置任務(wù)就緒態(tài)*/

　　if(Prio>32) OSRdyTbl [1] |= (1 << (63?Prio) );

　　else OSRdyTbl [0] |= (1 << (31?Prio) );

　　}

　　void ClrTaskRdyBit(INT8U Prio){ /*取消任務(wù)就緒態(tài)*/

　　if(Prio>32) OSRdyTbl[1] &= ~(1 << (63?Prio) );

　　else OSRdyTbl[0] &= ~(1 << (31?Prio) );

　　}

　　INT8U FindHigheSTRdyTask(void){ /*尋找最高優(yōu)先級(jí)的就緒態(tài)任務(wù)*/

　　INT32U temp;//中間變量

　　INT8Uprio=0;

　　if(OSRdyTbl[0] != 0){

　　temp = OSRdyTbl[0];//就緒態(tài)任務(wù)中優(yōu)先級(jí)最高者在OSRdyTbl[0]中

　　}

　　else{

　　temp = OSRdyTbl[1]; //就緒態(tài)任務(wù)中優(yōu)先級(jí)最高者在OSRdyTbl[1]中

　　prio +=32;

　　}

　　while(temp <0x80000000){//逐位查找就緒態(tài)任務(wù)中優(yōu)先級(jí)最高者

　　temp <<=1;

　　prio ++;

　　}

　　return(prio);

　　}

　　上述代碼可在任何處理器上實(shí)現(xiàn)所需的功能，沒(méi)有考慮任何的優(yōu)化和改進(jìn)。通過(guò)這樣的原理性函數(shù)，可以更好地理解多任務(wù)內(nèi)核的任務(wù)調(diào)度。

　　尋找最高優(yōu)先級(jí)就緒態(tài)任務(wù)的函數(shù)調(diào)用頻率高，其執(zhí)行時(shí)間直接影響內(nèi)核的任務(wù)切換延遲時(shí)間，影響系統(tǒng)實(shí)時(shí)性。上述尋找最高優(yōu)先級(jí)的就緒態(tài)任務(wù)的代碼，隨當(dāng)前就緒任務(wù)的優(yōu)先級(jí)不同，其循環(huán)次數(shù)也不同，導(dǎo)致其運(yùn)行時(shí)間不確定。