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μc/Os-Ⅱ就緒表算法在ARM架構(gòu)上的修改與實(shí)現(xiàn)

作者: 時間:2012-02-20 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

μc/Os-Ⅱ的表設(shè)置、清除、查找,是高效的、跨平臺的程序。它使用了兩個查找數(shù)組OSMapTbl[8]和OSUnMapTbl[256],以提高查找表的速度,盡快獲取任務(wù)的最高優(yōu)先級。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/149608.htm
  Cortex-M3是公司較新的一種版本,主要應(yīng)用在單片機(jī)領(lǐng)域。基于它生產(chǎn)的32位芯片日益增多;cortex-M3只支持Thumb-2指令集,在效能和代碼密度間能取得更佳的表現(xiàn)。
  1 在上改動的因由利弊
  由于就緒表操作是在關(guān)中斷狀態(tài)下運(yùn)行的,其執(zhí)行影響到系統(tǒng)的中斷響應(yīng)時間,因此就緒表操作的效率是衡量實(shí)時操作系統(tǒng)優(yōu)劣的基準(zhǔn)之一。
  在Cortex-M3所用的指令集中,一些指令功能不可小覷,如前導(dǎo)零計(jì)數(shù)clz、字內(nèi)位反轉(zhuǎn)rbit、位清除bic。其中的clz和bic為μc/Os就緒表的高優(yōu)先級獲取算法指出了另一條道路。
  (1)改動后的優(yōu)勢
 ?、俟?jié)省存儲空間。不再使用查找數(shù)組OSMapTbl[8]和OSUnMapTbl[256]。設(shè)立這兩個數(shù)組的目的,是為了提高查找就緒表的效率。
  ②提升查找效率。clz是單周期指令,使用帶移位的加法指令,大幅縮短運(yùn)算時間。
 ?、墼黾恿?mu;c/Os-Ⅱ支持的任務(wù)數(shù)量,從64提升到了1 024(2.84版支持的任務(wù)數(shù)量已經(jīng)到了256,不過效率有所下降)。
  (2)存在的不足
 ?、賀ealview MDK(這里使用的是3.20版及其指令模擬器)尚不支持在C語言程序中使用Thumb-2指令內(nèi)聯(lián)匯編。使用內(nèi)嵌匯編函數(shù)時,函數(shù)的調(diào)用(跳轉(zhuǎn)返回)降低了執(zhí)行效率。
  ②C語言對clz指令的支持尚有不足,故新算法跨平臺性差。但鑒于芯片應(yīng)用廣泛,指令又被ARM9之后的芯片廣泛兼容,所以應(yīng)用空間還算廣闊。
  2 μc/Os-Ⅱ就緒表算法介紹與具體改動
  μc/Os-Ⅱ就緒表是一個數(shù)組,數(shù)組元素一位的值(1或0)對應(yīng)了一個任務(wù)就緒與否,該位在數(shù)組中的位置表示任務(wù)的優(yōu)先級。當(dāng)需要調(diào)度已就緒的最高優(yōu)先級任務(wù)運(yùn)行時,就在就緒表中查找該任務(wù)。
  2.1 μc/Os-Ⅱ就緒表算法簡介
  一種解決方法是,對數(shù)組各項(xiàng)依次判斷是否為0:若>O,進(jìn)入該項(xiàng)查找最小權(quán)的置1位位置;若=0,優(yōu)先級加一個基數(shù),查下一項(xiàng),直至查到該優(yōu)先級。
  μc/Os-Ⅱ技高一籌,設(shè)置了一個對就緒表各項(xiàng)判斷是否為0的變量,稱之為就緒表組。就緒表組一位為0或1,對應(yīng)就緒表一項(xiàng)的值是否為0。通過查找就緒表組最小權(quán)位的置1位位置,就確定了對應(yīng)首個>0的就緒表項(xiàng)的下標(biāo),從而避免了循環(huán),大幅度提高了效率。
  2.2改動方式與源碼
  clz算法接受了μc/Os-Ⅱ的思路,再通過使用clz指令來進(jìn)行優(yōu)化。不同的是,clz是從右往左查,二進(jìn)制的高權(quán)位對應(yīng)高優(yōu)先級,而μc/Os-Ⅱ優(yōu)先級以值小為高。
  考慮到有時用不到很多任務(wù),這時用數(shù)組作就緒表不免浪費(fèi)。因此當(dāng)任務(wù)總數(shù)小于32時,就用32位無符號整數(shù)變量作就緒表。注意,此時就緒表組變量OSRdyGrp被當(dāng)作就緒表使用。
  常量OS_LES_TSK表示是否使用較小任務(wù)數(shù),0表示使用最多32個任務(wù),1表示使用最多1 024個任務(wù)。
  常量RdySt是將32位整數(shù)的最高權(quán)位置1,以便移位使用。
  2.3 C語言
  以下算法利用內(nèi)嵌clz指令的函數(shù)編寫,了指定優(yōu)先級任務(wù)在就緒表的設(shè)置、清除,在就緒表中查找就緒任務(wù)的最高優(yōu)先級。
  程序中的bx r14,有些資料上要求必須寫,不過查看反匯編代碼,編譯程序已經(jīng)給加上了??磥硎蔷幾g程序已升級,會不會出錯要看使用的編譯器,建議還是按規(guī)范寫上。由于內(nèi)嵌函數(shù)調(diào)用返回耗時,查找算法未能充分發(fā)揮,需改進(jìn)編譯后的匯編代碼以更高的效率,或使用匯編代碼重寫這部分程序。
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