μC/OS優(yōu)先級調度機制在PowerPC上的優(yōu)化
在這段代碼中,首先判斷前32個任務是否有處于就緒態(tài)的,如果沒有的話,再對后32個任務進行判斷。由于優(yōu)先級最低的空閑任務總是處于就緒態(tài),所以后32個任務總能返回一個有效值。該代碼在前32個任務有就緒態(tài)時運行7條指令,在前32個任務均沒有就緒時需要執(zhí)行10條指令;而μC/OS原有的代碼編譯出來的匯編程序,則需要運行15條指令。
使用這個方法的另一個好處是不再需要使用256字節(jié)的OSUnMapTbl表,任務控制塊TCB也不需要使用OSTCBX、OSTCBY和OSTCBBitY、OSTCBBitX變量,每個ECB中也不再需要OSRdyGrp,這也減少了對ROM和RAM的占用。
4 改進擴展任務數(shù)的優(yōu)先級調度性能
當對μC/OSII支持的任務數(shù)進行擴展時,按照μC/OSII原有的做法,需要按照高低字節(jié)分別查找OSUnMapTbl對照表。任務數(shù)為256時,尋找最高優(yōu)先級就緒任務的函數(shù)將需要運行約35條指令。數(shù)出前導零數(shù)目的指令在這種情況下的作用將更加顯著,對于32位PowerPC處理器,精心設計的代碼可以做到僅需10條指令就將任務數(shù)擴展到1024個。
此時OSRdyGrp擴展為32位,OSrdyTbl擴展成32個32位的數(shù)組。從OSRdyGrp得到的前導零數(shù)目,就是任務優(yōu)先級高5位的值,乘以4可以得到該字的相對偏移地址;在OSRdyTbl中,定義高位對應高優(yōu)先級任務,低位對應低優(yōu)先級任務,則其前導零數(shù)目就是任務優(yōu)先級低5位的值,和高5位的值移位相加就得到完整的任務優(yōu)先級。通過將OSRdyGrp和OSRdyTbl定義成結構體,利用結構體首地址的相對尋址來分別讀取其數(shù)值,可以減少一次取地址的操作。
尋找最高優(yōu)先級就緒態(tài)的最終代碼如下:
typedef struct {//定義結構體
INT32U Tbl[32];
INT32U Grp;
} OSTaskRdyBlock;
OSTaskRdyBlock OSRdy;//定義全局變量OSRdy
asm INT16U FindHighestRdyTask(void){
lisr5,OSRdy@ha//將OSRdy結構體指針載入r5寄存器
orir5,r5,OSRdy@l
lwzr3,128(r5)//OSRdy.Grp在結構體中具有固定偏移量
cntlzwr3,r3//數(shù)出OSRdyGrp的前導零數(shù)目
slwir6,r3,2//得到OSRdyTbl的地址偏移量
lwzxr4,r6,r5//通過結構體指針,讀取OSRdy.Tbl的對應字
cntlzwr4,r4//計算OSRdyTbl對應字的前導零數(shù)目
slwir3,r3,5//任務優(yōu)先級高5位移位
addr3,r4,r3//和優(yōu)先級低5位相加,得到完整優(yōu)先級
blr//返回
}
在64位的PowerPC 更有cntlzd(Count Leading Zero Double word)指令,一次就可以找出64個任務中優(yōu)先級最高的那個,就更沒有必要使用μC/OSII中的算法了。
5 總結
RTOS實時內核μC/OS和μC/OSII中,任務調度算法巧妙,性能優(yōu)異,在嵌入式應用領域很有影響力,被移植到各種CPU上。然而由于是為8位CPU設計的,對于那些具有優(yōu)先級硬件算法指令的16/32/64位CPU,μC/OSII的軟件算法就完全失去了優(yōu)勢。應該利用這類CPU的特有指令,優(yōu)化任務調度算法,使RTOS的實時性達到最佳。對于這類處理器,僅移植μC/OSII軟件算法是很不夠的,應該利用相關硬件算法指令。
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