四. 就绪列表

准备运行的任务被放置于就绪列表中。就绪列表包括2 个部分：位映像组包含了优先级信息，一个表包含了所有指向就绪任务的指针。

一  优先级

显示了优先级的位映像组。它的宽度取决于CPU_DATA 的数据类型（见CPU.H），它可以是8 位、16 位、32 位。根据处理器相应地设定。
uC/OS-III 支持多达OS_CFG_PRIO_MAX 种不同的优先级（见OS_CFG.H）。在uC/OS-III 中，数值越小优先级越高。因此优先级0是优先级最高的。优先级OS_CFG_PRIO_MAX-1 的优先级最低。uC/OS-III 将最低优先级唯一地分配给空闲任务，其它任务不允许被设置为这个优先级。当任务准备好运行了，根据任务的优先级，位映像表中相应位就会被设置为1。如果处理器支持位清零指令CLZ，这个指令会加快位映像表的设置过程。

OS_PRIO.C 中包含了位映像表的设置、清除、查找的相关代码。这些函数都是uC/OS-III 的内部函数，可以用汇编语言优化。

函数	功能
OS_PrioGetHighest()	查找最高优先级
OS_PrioInsert()	设置位映像表中相应的位
OS_PrioRemove()	清楚位映像表中相应的位

为了确定就绪列表中优先级最高的任务，位映像表会被扫描，通过OS_PrioGetHighest()函数找到优先级最高的任务。代码如下：

（1）OS_PrioGetHighest()函数扫描OSPrioTbl[]表直到找到非0的记录。这个循环最终会停止，因为总是有非0 记录（空闲任务的存在)。
（2） 当这个表中全是0 记录时，就会从下一个表中查找。优先级"prio"会被增加（如果表长32 位，就将prio 加上32）

（3）当找到第一个非0 位时，计算该位之前0 位的个数，返回该优先级值。如果CPU 提供清零指令，可以通过这个指令优化代码。如果CPU 没有这个指令，那么这个指令就只能用C 语言模拟了。函数CPU_CntLeadZeros()统计了CPU_DATA 记录中0 的个数（从左边开始，以位计）。例如，假定位映像表长32 位，0xF0001234 返回的非0 位前0 位数的个数是0。0x00F01234 返回的是8。

二  就绪列表

准备好运行的任务被放到就绪列表中，如图6-1。就绪列表是一个数组（OSRdyList[]），它一共有OS_CFG_PRIO_MAX 条记录，记录的数据类型为OS_RDY_LIST(见OS.H)。就绪列表中的每条记录都包含了三个变量.Entries 、.TailPtr 、.HeadPtr。

.Entries 中该优先级的就绪任务数。当该优先级中没有任务就绪时，.Entries 就会被设置为0。
.TailPtr 和.HeadPtr 用于该优先级就绪任务的建立双向列表。.HeadPtr 指向列表的头部，.TailPtr 指向列表的尾部。

表中的记录跟任务的优先级有关。例如，如果一个任务的优先级是5，那么当它就绪时会被放入OSRdyList[5]中。

表6-2 中列出了与就绪列表相关的操作函数。这些都是uC/OS-III的内部函数，用户不能调用它们。

函数名 功能
OS_RdyListInit() 初始化就绪列表为空

OS_RdyListInsert() 插入一个TCB 到就绪列表
OS_RdyListInsertHead() 插入一个TCB 到就绪列表的头部
OS_RdyListInsertTail() 插入一个TCB 到就绪列表的尾部
OS_RdyListMoveHeadToTail() 将TCB 从列表的头部移到尾部
OS_RdyListRemove() 将TCB 从就绪列表中移除

假定uC/OS-III 内部的任务都被使能。图6-5 显示了当OSInit()被调用后的就绪列表

Entries=1，表示有一个任务，当某个优先级中只有一个任务的时候，它的头指针和尾指针会指向同一个TCB

uC/OS-III 允许多个任务有相同的优先级。特别的，时基任务的优先级要高于定时器任务，定时器任务的优先级需要于统计任务。

三 添加任务到就绪队列

uC/OS-III 提供很多服务可以把任务添加到就绪列表中。最明显的服务是OSTaskCreate()，它通常创建准备运行的任务并将任务放入就绪列表中。如图6-6 所示，就绪列表中该优先级中已经有两个任务了。OSTaskCreate()就会将这个任务插入到列表的未部。

（1）在调用OSTaskCreate()之前，已经有两个任务在就绪列表中的该优先级中了。

（2）一个新的TCB 传递给OSTaskCreate()，然后uC/OS-III 初始化这个TCB。
（3）OSTaskCreate()调用OS_RdyListInsertTail()，OS_RdyListInsertTail()的作用是将新添加进来的TCB 链接到就绪队列中对应优先级记录（需设置四个指针，就绪列表中两个，任务重两个，并将记录中的.Entries 的值加一）。OSTaskCreate()还会调用OS_PrioInsert()设置位映像表中的相应位。然而，处理OS_PrioInsert()是非常快的，它不会影响到应用的性能。当一个任务创建了一个具有相同优先级的任务，这个新任务会被添加到该优先级队列的尾部（因为具有相同优先级情况下，没有理由让新任务先运行）。然而，当一个任务创建了一个具有不同优先级的任务时，这个新的任务就会放到对应优先级列表中的首部。

四  总结

uC/OS-III 支持任意数量的优先级。然而，绝大多数系统的需求量不会超过64 种。就绪队列包含两个数据结构：位映像表保存了哪个优先级中有任务待运行，优先级列表中包含了这该优先级下等待运行的任务。处理器支持清零指令CLZ 会加快位映像表的扫描速度。{注意：正在运行的任务也被放在就绪列表中。}