UCOS-III 任务调度与就绪列表管理

01. 就绪优先级位图

     在实时操作系统中，任务调度的效率至关重要。UCOS-III通过就绪优先级位图来快速查找最高优先级的就绪任务，从而实现高效调度。就绪优先级位图是一个按位表示的结构，每个位代表一个优先级，当某个优先级上有任务就绪时，相应位被置位。

就绪优先级位图相关API

OS_PrioGetHighest() 从就绪优先级位图中获取最高优先级
OS_PrioInsert() 把优先级插入到就绪优先级位图中 
OS_PrioRemove() 把优先级从就绪优先级位图中删除

通过这些API，UCOS-III可以在O(1)时间复杂度内完成优先级任务的管理和调度。

02. 就绪队列

     UCOS-III使用就绪队列来管理所有处于就绪状态的任务。每个优先级对应一个就绪队列，所有具有相同优先级的任务链入该队列中。

就绪队列相关API

OS_RdyListInit(): 将就绪列表初始化为“空”。在系统启动时调用，确保所有队列为空。
OS_RdyListInsert(): 将 TCB 插入就绪列表。根据任务的优先级选择相应的就绪队列，并将任务控制块（TCB）插入。
OS_RdyListInsertHead(): 在列表的头部插入一个 TCB。用于某些需要高优先级处理的任务插入。
OS_RdyListInsertTail(): 在列表尾部插入一个 TCB。一般情况下使用，按顺序处理任务。
OS_RdyListMoveHeadToTail(): 将 TCB 从列表的头部移动到尾部。用于实现任务的时间片轮转调度。
OS_RdyListRemove(): 从就绪列表中删除 TCB。任务结束或阻塞时调用。

3. 将一个任务插入就绪列表的过程

• 确定优先级: 确定待插入任务的优先级。每个任务在创建时都会被赋予一个优先级。
• 更新位图: 调用 OS_PrioInsert() 将优先级插入到就绪优先级位图中。这一步确保系统知道有一个新的任务处于就绪状态。
• 插入就绪列表: 根据优先级调用 OS_RdyListInsertHead() 或OS_RdyListInsertTail() 将 TCB 插入到对应的就绪队列中。通常，任务会插入到队列的尾部，以保证公平调度。

    UCOS-III通过就绪优先级位图和就绪队列的结合，实现了高效的任务调度机制。这种机制不仅保证了实时操作系统的高效性，还提供了灵活的任务管理方式。这种任务管理方式可以显著提高系统的响应速度和稳定性。在实际应用中，通过优化任务优先级和队列管理，可以进一步提升系统性能，满足各种复杂的实时需求。

原文地址：https://blog.csdn.net/sensorfeng/article/details/140052571

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