UC/OS-II采用內(nèi)存映射的方式來實(shí)現(xiàn)READY隊(duì)列的加入，查找，刪除功能，效率非常高。但是也因此只能支持64個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)都有自己的優(yōu)先級(jí)，不能和其他任務(wù)優(yōu)先級(jí)向同。

　　每個(gè)任務(wù)的就緒態(tài)標(biāo)志都放入就緒表中的，就緒表中有兩個(gè)變量OSRdyGrp和OSRdyTbl[]。在OSRdyGrp中，任務(wù)按優(yōu)先級(jí)分組，8個(gè)任務(wù)為一組。OSRdyGrp中的每一位表示8組任務(wù)中每一組中是否有進(jìn)入就緒態(tài)的任務(wù)。任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)時(shí)，就緒表OSRdyTbl[]中的相應(yīng)元素的相應(yīng)位也置位。就緒表OSRdyTbl[]數(shù)組的大小取決于OS_LOWEST_PRIO(見文件OS_CFG.H)。

　　為確定下次該哪個(gè)優(yōu)先級(jí)的任務(wù)運(yùn)行了，內(nèi)核調(diào)度器總是將OS_LOWEST_PRIO在就緒表中相應(yīng)字節(jié)的相應(yīng)位置1。OSRdyGrp和OSRdyTbl[]的關(guān)系見圖3.3，是按以下規(guī)則給出的：

　　當(dāng)OSRdyTbl[i]中的任何一位是1時(shí)，OSRdyGrp的第i位置1。i從0到7。

　　使任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)

　　OSRdyGrp|=OSMapTbl[prio>>3];

　　OSRdyTbl[prio>>3]|=OSMapTbl[prio&0x07];

　　任務(wù)優(yōu)先級(jí)的低三位用于確定任務(wù)在總就緒表OSRdyTbl[]中的所在位。接下去的三位用于確定是在OSRdyTbl[]數(shù)組的第幾個(gè)元素。OSMapTbl[]是在ROM中的(見文件OS_CORE.C)屏蔽字，用于限制OSRdyTbl[]數(shù)組的元素下標(biāo)在0到7之間，如果一個(gè)任務(wù)被刪除了，則用程序清單3.6中的代碼做求反處理。

　　程序清單L3.6從就緒表中刪除一個(gè)任務(wù)

　　if((OSRdyTbl[prio>>3]&=~OSMapTbl[prio&0x07])==0)

　　OSRdyGrp&=~OSMapTbl[prio>>3];

　　以上代碼將就緒任務(wù)表數(shù)組OSRdyTbl[]中相應(yīng)元素的相應(yīng)位清零，而對(duì)于OSRdyGrp，只有當(dāng)被刪除任務(wù)所在任務(wù)組中全組任務(wù)一個(gè)都沒有進(jìn)入就緒態(tài)時(shí)，才將相應(yīng)位清零。也就是說OSRdyTbl[prio>>3]所有的位都是零時(shí)，OSRdyGrp的相應(yīng)位才清零。為了找到那個(gè)進(jìn)入就緒態(tài)的優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)，并不需要從OSRdyTbl[0]開始掃描整個(gè)就緒任務(wù)表，只需要查另外一張表，即優(yōu)先級(jí)判定表OSUnMapTbl([256])(見文件OS_CORE.C)。OSRdyTbl[]中每個(gè)字節(jié)的8位代表這一組的8個(gè)任務(wù)哪些進(jìn)入就緒態(tài)了，低位的優(yōu)先級(jí)高于高位。利用這個(gè)字節(jié)為下標(biāo)來查OSUnMapTbl這張表，返回的字節(jié)就是該組任務(wù)中就緒態(tài)任務(wù)中優(yōu)先級(jí)最高的那個(gè)任務(wù)所在的位置。這個(gè)返回值在0到7之間。確定進(jìn)入就緒態(tài)的優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)是用以下代碼完成的。

　　找出進(jìn)入就緒態(tài)的優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)

　　y=OSUnMapTbl[OSRdyGrp];

　　x=OSUnMapTbl[OSRdyTbl[y]];

　　prio=(y<<3)+x;

　　例如，如果OSRdyGrp的值為二進(jìn)制01101000，查OSUnMapTbl[OSRdyGrp]得到的值是3，它相應(yīng)于OSRdyGrp中的第3位bit3，這里假設(shè)最右邊的一位是第0位bit0。類似地，如果OSRdyTbl[3]的值是二進(jìn)制11100100,則OSUnMapTbl[OSRdyTbc[3]]的值是2，即第2位。于是任務(wù)的優(yōu)先級(jí)Prio就等于26(3*8+2)。利用這個(gè)優(yōu)先級(jí)的值。查任務(wù)控制塊優(yōu)先級(jí)表OSTCBPrioTbl[]，得到指向相應(yīng)任務(wù)的任務(wù)控制塊OS_TCB的工作就完成了。

　　五.任務(wù)狀態(tài)：

　　UC/OS-II主要有五種任務(wù)狀態(tài)，睡眠態(tài)就是掛起態(tài)，阻塞態(tài)和延時(shí)態(tài)這里統(tǒng)一為等待狀態(tài)。增加了一個(gè)被中斷狀態(tài)。UC/OS-Ⅱ總是建立一個(gè)空閑任務(wù)，這個(gè)任務(wù)在沒有其它任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)時(shí)投入運(yùn)行。這個(gè)空閑任務(wù)[OSTaskIdle()]永遠(yuǎn)設(shè)為最低優(yōu)先級(jí)空閑任務(wù)OSTaskIdle()什么也不做，只是在不停地給一個(gè)32位的名叫OSIdleCtr的計(jì)數(shù)器加1，統(tǒng)計(jì)任務(wù)使用這個(gè)計(jì)數(shù)器以確定現(xiàn)行應(yīng)用軟件實(shí)際消耗的CPU時(shí)間。空閑任務(wù)不可能被應(yīng)用軟件刪除。

　　睡眠態(tài)(DORMANT)指任務(wù)駐留在程序空間之中，還沒有交給μC/OS-Ⅱ管理，把任務(wù)交給μC/OS-Ⅱ是通過調(diào)用下述兩個(gè)函數(shù)之一：OSTaskCreate()或OSTaskCreateExt()。當(dāng)任務(wù)一旦建立，這個(gè)任務(wù)就進(jìn)入就緒態(tài)準(zhǔn)備運(yùn)行。任務(wù)的建立可以是在多任務(wù)運(yùn)行開始之前，也可以是動(dòng)態(tài)地被一個(gè)運(yùn)行著的任務(wù)建立。如果一個(gè)任務(wù)是被另一個(gè)任務(wù)建立的，而這個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)高于建立它的那個(gè)任務(wù)，則這個(gè)剛剛建立的任務(wù)將立即得到CPU的控制權(quán)。一個(gè)任務(wù)可以通過調(diào)用OSTaskDel()返回到睡眠態(tài)，或通過調(diào)用該函數(shù)讓另一個(gè)任務(wù)進(jìn)入睡眠態(tài)。

　　調(diào)用OSStart()可以啟動(dòng)多任務(wù)。OSStart()函數(shù)運(yùn)行進(jìn)入就緒態(tài)的優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)。就緒的任務(wù)只有當(dāng)所有優(yōu)先級(jí)高于這個(gè)任務(wù)的任務(wù)轉(zhuǎn)為等待狀態(tài)，或者是被刪除了，才能進(jìn)入運(yùn)行態(tài)。

　　正在運(yùn)行的任務(wù)可以通過調(diào)用兩個(gè)函數(shù)之一將自身延遲一段時(shí)間，這兩個(gè)函數(shù)是OSTimeDly()或OSTimeDlyHMSM()。這個(gè)任務(wù)于是進(jìn)入等待狀態(tài)，等待這段時(shí)間過去，下一個(gè)優(yōu)先級(jí)最高的、并進(jìn)入了就緒態(tài)的任務(wù)立刻被賦予了CPU的控制權(quán)。等待的時(shí)間過去以后，系統(tǒng)服務(wù)函數(shù)OSTimeTick()使延遲了的任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)(見3.10節(jié)，時(shí)鐘節(jié)拍)。

　　正在運(yùn)行的任務(wù)期待某一事件的發(fā)生時(shí)也要等待，手段是調(diào)用以下3個(gè)函數(shù)之一：OSSemPend()，OSMboxPend()，或OSQPend()。調(diào)用后任務(wù)進(jìn)入了等待狀態(tài)(WAITING)。當(dāng)任務(wù)因等待事件被掛起(Pend)，下一個(gè)優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)立即得到了CPU的控制權(quán)。當(dāng)事件發(fā)生了，被掛起的任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)。事件發(fā)生的報(bào)告可能來自另一個(gè)任務(wù)，也可能來自中斷服務(wù)子程序。

　　正在運(yùn)行的任務(wù)是可以被中斷的，除非該任務(wù)將中斷關(guān)了，或者μC/OS-Ⅱ?qū)⒅袛嚓P(guān)了。被中斷了的任務(wù)就進(jìn)入了中斷服務(wù)態(tài)(ISR)。響應(yīng)中斷時(shí)，正在執(zhí)行的任務(wù)被掛起，中斷服務(wù)子程序控制了CPU的使用權(quán)。中斷服務(wù)子程序可能會(huì)報(bào)告一個(gè)或多個(gè)事件的發(fā)生，而使一個(gè)或多個(gè)任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)。在這種情況下，從中斷服務(wù)子程序返回之前，μC/OS-Ⅱ要判定，被中斷的任務(wù)是否還是就緒態(tài)任務(wù)中優(yōu)先級(jí)最高的。如果中斷服務(wù)子程序使一個(gè)優(yōu)先級(jí)更高的任務(wù)進(jìn)入了就緒態(tài)，則新進(jìn)入就緒態(tài)的這個(gè)優(yōu)先級(jí)更高的任務(wù)將得以運(yùn)行，否則原來被中斷了的任務(wù)才能繼續(xù)運(yùn)行。

　　當(dāng)所有的任務(wù)都在等待事件發(fā)生或等待延遲時(shí)間結(jié)束，μC/OS-Ⅱ執(zhí)行空閑任務(wù)(idletask)，執(zhí)行OSTaskIdle()函數(shù)。

　　六.任務(wù)切換：

　　ContextSwitch在有的書中翻譯成上下文切換，實(shí)際含義是任務(wù)切換，或CPU寄存器內(nèi)容切換。當(dāng)多任務(wù)內(nèi)核決定運(yùn)行另外的任務(wù)時(shí)，它保存正在運(yùn)行任務(wù)的當(dāng)前狀態(tài)(Context)，即CPU寄存器中的全部?jī)?nèi)容。這些內(nèi)容保存在任務(wù)的當(dāng)前狀況保存區(qū)(Task’sContextStoragearea)，也就是任務(wù)自己的棧區(qū)之中。(見圖2.2)。入棧工作完成以后，就是把下一個(gè)將要運(yùn)行的任務(wù)的當(dāng)前狀況從該任務(wù)的棧中重新裝入CPU的寄存器，并開始下一個(gè)任務(wù)的運(yùn)行。這個(gè)過程叫做任務(wù)切換。任務(wù)切換過程增加了應(yīng)用程序的額外負(fù)荷。CPU的內(nèi)部寄存器越多，額外負(fù)荷就越重。做任務(wù)切換所需要的時(shí)間取決于CPU有多少寄存器要入棧。實(shí)時(shí)內(nèi)核的性能不應(yīng)該以每秒鐘能做多少次任務(wù)切換來評(píng)價(jià)。

　　七.任務(wù)調(diào)度分析：

　　μC/OS-Ⅱ提供最簡(jiǎn)單的實(shí)時(shí)內(nèi)核任務(wù)調(diào)度，算法簡(jiǎn)單，因此也只支持優(yōu)先級(jí)搶占任務(wù)調(diào)度，不支持時(shí)間片輪訓(xùn)調(diào)度算法,不支持優(yōu)先級(jí)逆轉(zhuǎn)。

　　μC/OS-Ⅱ總是運(yùn)行進(jìn)入就緒態(tài)任務(wù)中優(yōu)先級(jí)最高的那一個(gè)。確定哪個(gè)任務(wù)優(yōu)先級(jí)最高，下面該哪個(gè)任務(wù)運(yùn)行了的工作是由調(diào)度器(Scheduler)完成的。任務(wù)級(jí)的調(diào)度是由函數(shù)OSSched()完成的。中斷級(jí)的調(diào)度是由另一個(gè)函數(shù)OSIntExt()完成的，這個(gè)函數(shù)將在以后描述。

　　μC/OS-Ⅱ任務(wù)調(diào)度所花的時(shí)間是常數(shù)，與應(yīng)用程序中建立的任務(wù)數(shù)無關(guān)。

　　在μC/OS中曾經(jīng)是先得到OSTCBHighRdy然后和OSTCBCur做比較。因?yàn)檫@個(gè)比較是兩個(gè)指針型變量的比較，在8位和一些16位微處理器中這種比較相對(duì)較慢。而在μC/OS-Ⅱ中是兩個(gè)整數(shù)的比較。并且，除非用戶實(shí)際需要做任務(wù)切換，在查任務(wù)控制塊優(yōu)先級(jí)表OSTCBPrioTbl[]時(shí)，不需要用指針變量來查OSTCBHighRdy。綜合這兩項(xiàng)改進(jìn)，即用整數(shù)比較代替指針的比較和當(dāng)需要任務(wù)切換時(shí)再查表，使得μC/OS-Ⅱ比μC/OS在8位和一些16位微處理器上要更快一些。

　　為實(shí)現(xiàn)任務(wù)切換，OSTCBHighRdy必須指向優(yōu)先級(jí)最高的那個(gè)任務(wù)控制塊OS_TCB，這是通過將以O(shè)SPrioHighRdy為下標(biāo)的OSTCBPrioTbl[]數(shù)組中的那個(gè)元素賦給OSTCBHighRdy來實(shí)現(xiàn)的[L3.8(4)]。最后宏調(diào)用OS_TASK_SW()來完成實(shí)際上的任務(wù)切換[L3.8(6)]。

　　任務(wù)切換很簡(jiǎn)單，由以下兩步完成，將被掛起任務(wù)的微處理器寄存器推入堆棧，然后將較高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)的寄存器值從棧中恢復(fù)到寄存器中。在μC/OS-Ⅱ中，就緒任務(wù)的棧結(jié)構(gòu)總是看起來跟剛剛發(fā)生過中斷一樣，所有微處理器的寄存器都保存在棧中。換句話說，μC/OS-Ⅱ運(yùn)行就緒態(tài)的任務(wù)所要做的一切，只是恢復(fù)所有的CPU寄存器并運(yùn)行中斷返回指令。為了做任務(wù)切換，運(yùn)行OS_TASK_SW(),人為模仿了一次中斷。多數(shù)微處理器有軟中斷指令或者陷阱指令TRAP來實(shí)現(xiàn)上述操作。中斷服務(wù)子程序或陷阱處理(Traphardler)，也稱作事故處理(exceptionhandler)，必須提供中斷向量給匯編語言函數(shù)OSCtxSw()。OSCtxSw()除了需要OS_TCBHighRdy指向即將被掛起的任務(wù)，還需要讓當(dāng)前任務(wù)控制塊OSTCBCur指向即將被掛起的任務(wù)。

　　OSSched()的所有代碼都屬臨界段代碼。在尋找進(jìn)入就緒態(tài)的優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)過程中，為防止中斷服務(wù)子程序把一個(gè)或幾個(gè)任務(wù)的就緒位置位，中斷是被關(guān)掉的。為縮短切換時(shí)間，OSSched()全部代碼都可以用匯編語言寫。為增加可讀性，可移植性和將匯編語言代碼最少化，OSSched()是用C寫的。

　　任務(wù)切換的相關(guān)函數(shù):與CPU體系相關(guān)，匯編完成。

　　1.OSStartHighRdy()執(zhí)行優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)

　　2.OSCtxSw()完成任務(wù)的上下文切換

　　3.OSIntCtxSw()中斷后的上下文切換

　　4.OSTickISR()中斷服務(wù)程序啟動(dòng)

　　八.UC/OS-II的初始化：

　　OSInit()建立空閑任務(wù)idletask，這個(gè)任務(wù)總是處于就緒態(tài)的。空閑任務(wù)OSTaskIdle()的優(yōu)先級(jí)總是設(shè)成最低。

　　這兩個(gè)任務(wù)的任務(wù)控制塊(OS_TCBs)是用雙向鏈表鏈接在一起的。OSTCBList指向這個(gè)鏈表的起始處。當(dāng)建立一個(gè)任務(wù)時(shí)，這個(gè)任務(wù)總是被放在這個(gè)鏈表的起始處。換句話說，OSTCBList總是指向最后建立的那個(gè)任務(wù)。鏈的終點(diǎn)指向空字符NULL(也就是零)。

　　因?yàn)檫@兩個(gè)任務(wù)都處在就緒態(tài)，在就緒任務(wù)表OSRdyTbl[]中的相應(yīng)位是設(shè)為1的。還有，因?yàn)檫@兩個(gè)任務(wù)的相應(yīng)位是在OSRdyTbl[]的同一行上，即屬同一組，故OSRdyGrp中只有1位是設(shè)為1的。

　　μC/OS-Ⅱ還初始化了4個(gè)空數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)緩沖區(qū)，如圖F3.8所示。每個(gè)緩沖區(qū)都是單向鏈表，允許μC/OS-Ⅱ從緩沖區(qū)中迅速得到或釋放一個(gè)緩沖區(qū)中的元素。控制塊OS_TCB的數(shù)目也就自動(dòng)確定了。當(dāng)然，包括足夠的任務(wù)控制塊分配給統(tǒng)計(jì)任務(wù)和空閑任務(wù)。

　　UC/OS-II內(nèi)核調(diào)度分析vxWorks內(nèi)核調(diào)度分析

　　1.只支持基于優(yōu)先級(jí)的搶占式調(diào)度算法，不支持時(shí)間片輪訓(xùn);

　　2.64個(gè)優(yōu)先級(jí),只能創(chuàng)建64個(gè)任務(wù),用戶只能創(chuàng)建56個(gè)任務(wù);

　　3.每個(gè)任務(wù)優(yōu)先級(jí)都不相同。

　　4.不支持優(yōu)先級(jí)逆轉(zhuǎn);

　　5.READY隊(duì)列通過內(nèi)存映射表實(shí)現(xiàn)快速查詢。效率非常高;

　　6.支持時(shí)鐘節(jié)拍;

　　7.支持信號(hào)量，消息隊(duì)列，事件控制塊，事件標(biāo)志組，消息郵箱任務(wù)通訊機(jī)制;

　　8.支持中斷嵌套，中斷嵌套層數(shù)可達(dá)255層，中斷使用當(dāng)前任務(wù)的堆棧保存上下文;9.每個(gè)任務(wù)有自己的堆棧，堆棧大小用戶自己設(shè)定;

　　10.支持動(dòng)態(tài)修改任務(wù)優(yōu)先級(jí);

　　11.任務(wù)TCB為靜態(tài)數(shù)組，建立任務(wù)只是從中獲得一個(gè)TCB，不用動(dòng)態(tài)分配，釋放內(nèi)存;

　　12.任務(wù)堆棧為用戶靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)創(chuàng)建，在任務(wù)創(chuàng)建外完成，任務(wù)創(chuàng)建本身不進(jìn)行動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配;

　　13.任務(wù)的總個(gè)數(shù)(OS_MAX_TASKS)由用戶決定;

　　14.0優(yōu)先級(jí)最高，63優(yōu)先級(jí)最低;

　　15.有一個(gè)優(yōu)先級(jí)最低的空閑任務(wù),在沒有用戶任務(wù)運(yùn)行的時(shí)候運(yùn)行

　　1.根據(jù)用戶指定，動(dòng)態(tài)分配堆棧，可以創(chuàng)建任意多個(gè)任務(wù);

　　2.任務(wù)的優(yōu)先級(jí)從0——255，0優(yōu)先級(jí)最高，允許多個(gè)任務(wù)相同優(yōu)先級(jí);

　　3.支持優(yōu)先級(jí)逆轉(zhuǎn)，TCB保存兩個(gè)優(yōu)先級(jí);

　　4.支持搶占與時(shí)間片輪訓(xùn)的任務(wù)調(diào)度方式;

　　5.支持中斷嵌套，中斷使用專用的堆棧保存上下文;

　　6.隊(duì)列采用FIFO或者優(yōu)先級(jí)的雙向鏈表實(shí)現(xiàn);

　　7.系統(tǒng)沒有空閑任務(wù)執(zhí)行;

　　8.采用工作隊(duì)列workQword的方式調(diào)度;

　　9.任務(wù)是基于類，對(duì)象的管理方式;

　　10.任務(wù)的TCB保存在任務(wù)的堆棧里;

　　11.每個(gè)任務(wù)有自己的堆棧，堆棧大小用戶自己設(shè)定;

　　12.支持動(dòng)態(tài)修改任務(wù)優(yōu)先級(jí);

　　13.通過編譯開關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)多cpu體系結(jié)構(gòu)的支持。