01. 就緒優先級位圖
? ? ?在實時操作系統中,任務調度的效率至關重要。UCOS-III通過就緒優先級位圖來快速查找最高優先級的就緒任務,從而實現高效調度。就緒優先級位圖是一個按位表示的結構,每個位代表一個優先級,當某個優先級上有任務就緒時,相應位被置位。
就緒優先級位圖相關API
OS_PrioGetHighest() 從就緒優先級位圖中獲取最高優先級
OS_PrioInsert() 把優先級插入到就緒優先級位圖中
OS_PrioRemove() 把優先級從就緒優先級位圖中刪除
通過這些API,UCOS-III可以在O(1)時間復雜度內完成優先級任務的管理和調度。
02. 就緒隊列
? ? ?UCOS-III使用就緒隊列來管理所有處于就緒狀態的任務。每個優先級對應一個就緒隊列,所有具有相同優先級的任務鏈入該隊列中。
就緒隊列相關API
OS_RdyListInit(): 將就緒列表初始化為“空”。在系統啟動時調用,確保所有隊列為空。
OS_RdyListInsert(): 將 TCB 插入就緒列表。根據任務的優先級選擇相應的就緒隊列,并將任務控制塊(TCB)插入。
OS_RdyListInsertHead(): 在列表的頭部插入一個 TCB。用于某些需要高優先級處理的任務插入。
OS_RdyListInsertTail(): 在列表尾部插入一個 TCB。一般情況下使用,按順序處理任務。
OS_RdyListMoveHeadToTail(): 將 TCB 從列表的頭部移動到尾部。用于實現任務的時間片輪轉調度。
OS_RdyListRemove(): 從就緒列表中刪除 TCB。任務結束或阻塞時調用。
3. 將一個任務插入就緒列表的過程
- 確定優先級: 確定待插入任務的優先級。每個任務在創建時都會被賦予一個優先級。
- 更新位圖: 調用
OS_PrioInsert()
將優先級插入到就緒優先級位圖中。這一步確保系統知道有一個新的任務處于就緒狀態。 - 插入就緒列表: 根據優先級調用
OS_RdyListInsertHead()
?或OS_RdyListInsertTail()
將 TCB 插入到對應的就緒隊列中。通常,任務會插入到隊列的尾部,以保證公平調度。
? ? UCOS-III通過就緒優先級位圖和就緒隊列的結合,實現了高效的任務調度機制。這種機制不僅保證了實時操作系統的高效性,還提供了靈活的任務管理方式。這種任務管理方式可以顯著提高系統的響應速度和穩定性。在實際應用中,通過優化任務優先級和隊列管理,可以進一步提升系統性能,滿足各種復雜的實時需求。