μC-OSⅡ操作系统任务调度

如何描述一个task

代码描述
μC-OSⅡ操作系统任务调度
把内部的固定执⾏函数来看，task就是⼀个执⾏的函数，⼀个⽆限循环的void函数

• 为什么是⽆限循环？因为⼀个任务要在系统当中不断地调度，⽽不是⽤⼀次就废了
• 为什么返回void，task是独⽴存在的，不需要为其他task做什么（即便需要也是共享或者通信）

下⾯我们通过代码进程块来了解⼀下task进程块在计算机当中的使⽤（调度）⽅法。
μC-OSⅡ操作系统任务调度

上⾯两段代码分别是两个task的代码。在循环外的代码主要⽬的是设置时钟节拍（晶体振荡器），剩下⼏个是寻找对应的引脚来控制指定引脚灯的开关（初始化）

A控制开灯，B控制关灯。

在µcOS操作系统当中维护着⼏个队列

就绪队列：等待执⾏的task，等待现在正在执⾏的task退出然后即可进⼊
延迟队列：延时的时间节拍不为0，暂时不能执⾏

为了防⽌CPU空转，在任务管理器当中设置⼀个空任务IDLE，简单讲就是占着茅坑不拉屎，等着别⼈去占⽤他。

有了这些基础知识，我们来看这两个任务如何⼯作的

• 什么时候这些task被创建？操作系统当中有两种模式：核模式和运⾏模式（这个词我给搞忘了）只有在核模式下才可以创建任务。⼀般情况下，时间中断(也同样是个task，完成调度的任务）会打断运⾏进⼊核模式，创建任务
• 在哪被创建？在µcOS当中，为了保证时间复杂度的确定性，我们没有虚拟内存，都在内存当中被创建，放⼊就绪队列当中。
• 如何启动任务执⾏？时间中断的task会在就绪队列当中选择优先级最⾼的task出队执⾏

在第⼀个时间⽚当中，A从就绪队列当中出队，执⾏，OSTimeDLy让他进⼊延迟队列当中，然后 IDLE任务进⼊。

第⼀个时间⽚结束，时间中断任务进⼊，把所有延迟队列当中内容OSTimeDLy减1，选择就绪队列当中第⼆个任务执⾏。

⼆到九时间⽚都是IDLE空转，直到第10个时间⽚的时候，A的OSTimeDLy变为0，移⼊就绪队列当中再次执⾏。

所以灯是10个时间⽚⼀闪，再亮10个时间⽚的循环

task 和 process的区别是什么

μC-OSⅡ操作系统任务调度

我们还是通过上⾯的例⼦来说，上⾯两个例⼦两次的输出都是什么？

1 还是 2？

答案是task是1 process是2

task某种程度上可以理解为线程，他不像进程⼀样会产⽣阻塞。

task的控制核⼼->TCB描述任务

前⾯我们提到的task都是⼀个⼤的概念，这⾥我们通过细节的分析这个数据结构来掌握任务的管控情况。

除去额外的成员，TCB的组织基本如下（后⾯是占⽤字节数⽬的⼤⼩）

OS_STK *OSTCBStkPtr 4（堆栈指针）

Os_tcb * OSTCBNext 4（双向链表的下⼀个）

Os_tcb * OSTCBPrev 4 (上⼀个）

Unsigned short OSTCBDly 2 （时延）

Unsigned char OSTCBStat 1 （状态）

Unsigned char OSTCBPrio 1 （优先级）

Unsigned char OSTCBX 1 Unsigned char OSTCBY 1

Unsigned char OSTCBBitX 1 Unsigned char OSTCBBitY 1

后⾯四个我们逐⼀来介绍

OSTCBNext 和 OSTCBPrev

这两个成员揭示了任务的存储⽅式即双向链表

为了⽅便，我们在boot初始化的时候就创建所有的TCB，64个（分别对应64个优先级）前两个是
系统的优先级（⽤于处理紧急事件，⽐如掉电），后两个就是IDLE和系统监测（⽐如CPU温度）

所有的TCB都通过⼀个双向链表相连，称为TCBFreeList。

显⽽易⻅，双向链表虽然能⾃适应的调整空间，但是查询时很慢的，所有系统当中还维护⼀个优先级队列（实质上是⼀个数组）数组下标和优先级⼀⼀对应。

OSTCBStat

如果⼀个系统想要运⾏起来，就必须有⼀个完整的没有死状态的状态循环表，µcOS如下
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这⾥可以看到我们之前提到的timetick（延迟队列到ready队列）

OSTCBX OSTCBY OSTCBBitX OSTCBBitY
μC-OSⅡ操作系统任务调度
为了加速对最⾼优先级的查询过程，系统当中设计了⼀个数据结构标定任务是否被占⽤

这个⽅阵当中，如果被占⽤则为1，未占⽤则为0，（这⾥不是⼆维数组，⽽是⼀个数的不同位！！！）

PriorityReadyTable有8个数字，每个表示这⼀⾏当中的8个优先级是否有被占⽤

PriorityReadyGroup只有1个，8位，如果PriorityReadyTable的任意⼀项全部为0，则置0，否则为 1.即检测该⾏是否有优先级被占⽤。

OSTCBX和OSTCBY分别对应着prio的⾼三位和低三位，也就分别对应着这个类似⼆维数组的两个索引。我们可以通过X和Y进⾏访问当前节点

OSTCBBitX OSTCBBitY的内容出现的⽬的是为了快速访问，也就是变成掩码的形式
μC-OSⅡ操作系统任务调度
通过这两个掩码可以快速的访问⾃⼰的占⽤状态，并改变。

所以建⽴这个表有什么⽤？通过优先级位图法来快速查找最⾼优先级是多少

优先级位图法最重要的思想就是空间换时间。构造⼀个查找表如下
μC-OSⅡ操作系统任务调度
priorty table对应的是不同的值的，256个分别代表着8位数的不同情况，来找到最⼤的1的位置。

当我们要寻找最⾼优先级的时候

以priortyGroup为下标访问priortyDecisionTable的内容，迅速得到最⾼优先级所在的table⾏（⾼三位）
以prirotytable[i]为下标访问priortyDecisionTable的内容得到最⾼优先级所在的位置（低三位）

通过得到的优先级索引，迅速访问优先级队列，调⽤对应的TCB进⾏执⾏

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task 和 process的区别是什么

task的控制核⼼->TCB描述任务

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