修改uCOS II以實現「優先順序時間片」聯合排程

對設定為同優先順序的任務使用時間片排程，不同優先順序任務仍然使用ucos ii的優先順序排程策略。在同優先順序任務的時間片排程中，所有任務暫時時間片長度固定，時間片的排程使用fifo（先進先出）佇列。

整體的描述參看下圖。

上圖中假設有3個優先順序為5的任務，3個優先順序為8的任務。縱向，第一列的os_tcb形成ostcblist雙向鍊錶（通過ostcbnext和ostcbprev指標，這是原ucos ii系統已經有的部分）。橫向，通過ospsprev和ospsnext指標形成時間片鍊錶（實際上是fifo），這部分是我們在ucos ii上要增加的內容。第一列的任務每當有任務時間片用完後將挪到佇列尾，從fifo中選擇下乙個任務，這就是本文的時間片排程的過程。總體上看來，不同優先順序使用了ucos ii原有的優先順序排程策略，相同優先順序之間增加了時間片排程策略，因此本文稱為「優先順序+時間片」聯合排程。

下面我們列出實現時間片排程要修改的一些結構和函式，我們可以通過除錯跟蹤了解ucos ii的機理，從而理解為什麼要這麼做。

1 修改結構體os_tcb（ucos_ii.h檔案中）

增加4個成員變數用於時間片排程。

struct os_tcb  os_tcb;

2 修改os_tcbinit任務結構體初始化函式（os_core.c檔案）在os_tcbinit中增加時間片長度的初始化，我們可以先在os_cfg_r.h中巨集定義乙個時間片長度用於不同情況下的配置，

#define time_slice_len            10

os_tcbinit函式中增加結構體成員初始化

ptcb->ospslen = time_slice_len;
ptcb->ospscurlen = time_slice_len;
ptcb->ospsnext = (os_tcb*)0;
ptcb->ospsprev = (os_tcb*)0;

當出現同優先順序的情況時，任務控制塊插入到時間片煉表中而不是優先順序鍊錶中，os_tcbinit

函式中要增加將任務插入到時間片鍊錶的過程，我寫的乙個示例如下：

if (ptcb != (os_tcb *)0) 
ostcblist = ptcb;
osrdygrp |= ptcb->ostcbbity; /* make task ready to run */
osrdytbl[ptcb->ostcby] |= ptcb->ostcbbitx;
} else 
ptcb1->ospsnext = ptcb;
ptcb->ospsprev = ptcb1; 
ptcb->ospsnext=(os_tcb*) 0;
ptcb->ostcbnext = (os_tcb *)0;
ptcb->ostcbprev = (os_tcb *)0;
} ostaskctr++; /* increment the #tasks counter */
os_exit_critical();
return (os_err_none);
}

3 修改時鐘中斷函式ostimetick（os_core.c檔案）增加時間片排程的內容，這是時間片排程的主要部分。給出乙個示例：

ostimetick (void)
else 
if (ptcb->ostcbprev != (os_tcb *)0) 
ptcb->ostcbprev = (os_tcb *)0;
ptcb->ostcbnext = (os_tcb *)0;
/* (2) update ostcblist if tcbcur is ostcblist*/
if (ptcb == ostcblist) 
/* (3) compute x, y, bitx and bity */
ptcb1->ostcby = ptcb1->ostcbprio >> 3; 
ptcb1->ostcbbity = osmaptbl[ptcb1->ostcby]; 
ptcb1->ostcbx = ptcb1->ostcbprio & 0x07; 
ptcb1->ostcbbitx = osmaptbl[ptcb1->ostcbx]; 
/* (4) set task to be ready */
if (ptcb1->ostcbdly == 0) 
/* (5) move ptcb to the rear of queue */ 
while(ptcb1->ospsnext!=(os_tcb*) 0)
ptcb1->ospsnext = ptcb; 
ptcb->ospsprev = ptcb1; 
ptcb->ospsnext=(os_tcb*) 0;
/* (6) set ostcbpriotbl for context switch */
ostcbpriotbl[ptcb1->ostcbprio]=ptcb1; 
} else 
}/* 
* (7) don't forgot that after time slice 
* schedule, ptcb->ostcbnext==null 
*/if (ptcb->ostcbnext != (os_tcb*)0) else if (ptcb1->ostcbnext != (os_tcb*)0) else 
os_exit_critical ();
} }}

ok，修改好上面的內容就大致實現了在ucos ii上增加時間片排程的過程，通過修改時間片長度time_slice_len可以驗證時間片長度對任務排程的影響。本文

最後在硬體平台stm32f103rb上測試通過，但因為時間片的引入而且未對程式做相關優化，因此時間片排程的實時性提高上還有待完善。

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