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多層位圖查表法

作者: 時(shí)間:2016-12-01 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
嵌入式操作系統(tǒng)中,特別是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中經(jīng)常采用位圖法解決任務(wù)的就緒以及查找最高優(yōu)先級(jí)的快速方法,即通過對(duì)所有的可能性采用查表的形式即可實(shí)現(xiàn)對(duì)于uC/OS-II這種64( 2^8)個(gè)優(yōu)先級(jí)任務(wù)的小系統(tǒng),可以通過求取x,y,得到對(duì)應(yīng)的最高優(yōu)先級(jí)值,而且在查表的過程中,只有256種可能性,通過簡單的查表就能快速的實(shí)現(xiàn),但是當(dāng)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)數(shù)大于64個(gè)時(shí),那又該如何讓實(shí)現(xiàn)呢?因?yàn)榇藭r(shí)的查表不在那么容易,比存在16個(gè)bit時(shí),2^16=65536,也就是存在65536種可能性,這個(gè)數(shù)據(jù)表格太大因此不是我們考慮的形式,那么如何確定呢,此時(shí)采用分層的形式就能比較快速的實(shí)現(xiàn),在64個(gè)任務(wù)時(shí)首先可以采用一個(gè)就緒表每一個(gè)bit代表一個(gè)任務(wù)優(yōu)先級(jí),另外準(zhǔn)備一個(gè)標(biāo)志變量,每一個(gè)bit表示具體的某一個(gè)組,每一組八個(gè)數(shù)據(jù),通過這種x,y的形式能夠快速的實(shí)現(xiàn)查找。當(dāng)任務(wù)對(duì)于64個(gè)時(shí),我們可以嘗試多增加一維z的形式表示不同的任務(wù),也就是實(shí)現(xiàn)分層,一共分成了三層,這樣就能通過這種多層的形式,通過同一個(gè)查詢表(256種可能性)的使用而快速的確定x,y,z,進(jìn)而得到最高的優(yōu)先級(jí)號(hào)。這種三層的形式最多能夠支持512個(gè)優(yōu)先級(jí)號(hào)的操作系統(tǒng)。當(dāng)多于這種情況時(shí),就需要再次增加層數(shù)。

具體的實(shí)現(xiàn)如下:

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/201612/324515.htm

z的每一個(gè)bit對(duì)應(yīng)著1個(gè)y。也就是一共對(duì)應(yīng)8個(gè)y。

y的每一個(gè)bit對(duì)應(yīng)著一個(gè)x,也就是一共對(duì)應(yīng)著8*8個(gè)x。

每一個(gè)x剛好也就對(duì)應(yīng)著8個(gè)任務(wù)優(yōu)先級(jí)號(hào)。這樣就能夠通過x,y,z設(shè)置優(yōu)先級(jí)。

因此可以采用下面的形式定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體:

#ifndef __HIGH_BITMAP_H_H__
#define __HIGH_BITMAP_H_H__

#define LENGTH_HIGHLAYER 8
#define LENGTH_BYTE 8
typedef unsigned char Byte;


typedef struct
{
Byte high_Layer;
Byte mid_Layer[LENGTH_HIGHLAYER];
Byte low_Layer[LENGTH_HIGHLAYER*LENGTH_BYTE];
}BitMaps;

#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif

void inital_bitmap(BitMaps *bitmap);
void set_bitmap(BitMaps *bitmap,int prio);
int calculate_high_prio(BitMaps *bitmap);

#ifdef __cplusplus
}
#endif

#endif

基本的操作函數(shù)如下:

#include"high_bitmap.h"
#include

int const OSUnMapTbl[256] = {
0, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, /* 0x00 to 0x0F */
4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, /* 0x10 to 0x1F */
5, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, /* 0x20 to 0x2F */
4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, /* 0x30 to 0x3F */
6, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, /* 0x40 to 0x4F */
4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, /* 0x50 to 0x5F */
5, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, /* 0x60 to 0x6F */
4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, /* 0x70 to 0x7F */
7, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, /* 0x80 to 0x8F */
4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, /* 0x90 to 0x9F */
5, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, /* 0xA0 to 0xAF */
4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, /* 0xB0 to 0xBF */
6, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, /* 0xC0 to 0xCF */
4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, /* 0xD0 to 0xDF */
5, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, /* 0xE0 to 0xEF */
4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0 /* 0xF0 to 0xFF */
};


void inital_bitmap(BitMaps *bitmap)
{
int i = 0;
if(NULL == bitmap)
{
return ;
}

bitmap->high_Layer = 0x00;
for(; i < sizeof(bitmap->mid_Layer); ++ i)
{
bitmap->mid_Layer[i] = 0x00;
}

for (i = 0; i < sizeof(bitmap->low_Layer); ++ i)
{
bitmap->low_Layer[i] = 0x00;
}
}

void set_bitmap(BitMaps *bitmap,int prio)
{
int x,y,z;
if(NULL == bitmap || prio >= 512)
{
return ;
}

z = (prio >> 6)& 0x7;
bitmap->high_Layer |= 1<
y = (prio >> 3) & 0x7;
bitmap->mid_Layer[z] |= 1<

x = prio & 0x7;
bitmap->low_Layer[z*8+y] |= 1< }

int calculate_high_prio(BitMaps *bitmap)
{
int x,y,z;

if(NULL == bitmap)
{
return -1;
}

z = OSUnMapTbl[bitmap->high_Layer];
y = OSUnMapTbl[bitmap->mid_Layer[z]];
x = OSUnMapTbl[bitmap->low_Layer[(z << 3)+y]];

z = (z << 6) + (y << 3) + x;

return z;
}

這種分層的實(shí)現(xiàn)方式能夠方便的解決位圖中多種可能性問題,通過分層可以使得各個(gè)變量x,y,z都能過使用查詢表(256種可能),解決了超大可能性的問題。當(dāng)然這種方式也不是唯一的,但是確實(shí)是一種可行的方案,共享查詢表的。

文章查詢的思路uC/OS-II中查詢的形式相同,也就是當(dāng)對(duì)應(yīng)的任務(wù)需要就緒時(shí),可以通過設(shè)置對(duì)應(yīng)的x,y,z對(duì)應(yīng)的bit為1即可。



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