（学习日记）2024.03.13：UCOSIII第十五节：基于时基列表的时延操作（持续更新）

写在前面：

由于时间的不足与学习的碎片化，写博客变得有些奢侈。

但是对于记录学习（忘了以后能快速复习）的渴望一天天变得强烈。

既然如此

不如以天为单位，以时间为顺序，仅仅将博客当做一个知识学习的目录，记录笔者认为最通俗、最有帮助的资料，并尽量总结几句话指明本质，以便于日后搜索起来更加容易。

标题的结构如下："类型"："知识点"------"简短的解释"

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2024.03.13

二十九、UCOSIII：基于时基列表的时延操作
- 1、配置时钟中断时间
- 2、创建任务
- 3、任务放置到就绪列表中，并优先级排队
- 4、将任务插入时基列表
- - [1. 确认时延](#1. 确认时延)
  - 2.对任务进行排序
  - [3. 确认插入时基列表哪个成员](#3. 确认插入时基列表哪个成员)
  - [4. 对就绪列表的操作](#4. 对就绪列表的操作)

二十九、UCOSIII：基于时基列表的时延操作

1、配置时钟中断时间

c 复制代码

/* 配置SysTick 10ms 中断一次 */
	OS_CPU_SysTickInit (10);

在中断触发时运行OSTimeTick()函数

c 复制代码

/* SysTick 中断服务函数 */
void SysTick_Handler(void)
{
	OSTimeTick();
}

OSTimeTick()函数定义如下：

c 复制代码

void  OSTimeTick (void)
{
    /* 更新时基列表 */
    OS_TickListUpdate();

    /* 任务调度 */
    OSSched();
}

很明显，系统需要10ms一个时钟周期，每一个时钟周期更新一次时基列表

2、创建任务

创建任务需要使用 OSTaskCreate()函数，这部分和之前相同，不再概述。

任务指针格式如下：

c 复制代码

struct os_tcb {
    CPU_STK         *StkPtr;
    CPU_STK_SIZE    StkSize;

    /* 任务延时周期个数 */
    OS_TICK         TaskDelayTicks;

    /* 任务优先级 */
    OS_PRIO         Prio;

    /* 就绪列表双向链表的下一个指针 */
    OS_TCB          *NextPtr;
    /* 就绪列表双向链表的前一个指针 */
    OS_TCB          *PrevPtr;

    /* 时基列表相关字段 */
    OS_TCB          *TickNextPtr;
    OS_TCB          *TickPrevPtr;	
    OS_TICK_SPOKE   *TickSpokePtr;	

    OS_TICK         TickCtrMatch;	
    OS_TICK         TickRemain;		
};

3、任务放置到就绪列表中，并优先级排队

任务创建好之后，会放到就绪列表中，并在优先级列表对应值中设为1。

上述在之前章节已整理，本次不再概述。

4、将任务插入时基列表

当任务需要延时时，使用OS_TickListInsert()函数将任务插入时基列表。

c 复制代码

/* 将一个任务插入时基列表，根据延时时间的大小升序排列 */
void  OS_TickListInsert (OS_TCB *p_tcb,OS_TICK time)

时基列表OSCfg_TickWheel[]有OS_CFG_TICK_WHEEL_SIZE个成员。

OS_CFG_TICK_WHEEL_SIZE的推荐值为任务数/4，不推荐使用偶数。

如果算出来是偶数，则加1变成质数，实际上质数是一个很好的选择。

时基列表OSCfg_TickWheel[]每个成员有三个值。

c 复制代码

typedefstruct  os_tick_spoke       OS_TICK_SPOKE;
//在μC/OS-III中，内核对象的数据类型都会用大写字母重新定义。

struct  os_tick_spoke {
    OS_TCB              *FirstPtr;
    //每个成员都包含一条单向链表， 被插入该条链表的TCB会按照延时时间做升序排列。
    //FirstPtr用于指向这条单向链表的第一个节点。
    
    OS_OBJ_QTY           NbrEntries;
    //NbrEntries表示该条单向链表当前有多少个节点。
    
    OS_OBJ_QTY           NbrEntriesMax;
    //NbrEntriesMax记录该条单向链表最多的时候有多少个节点， 在增加节点的时候会刷新，在删除节点的时候不刷新。
};

1. 确认时延

当任务需要插入到时基列表中时，首先需要确认需要时延几个周期，即TickRemain的值。

然后确认OSTickCtr的值，将TickRemain和OSTickCtr相加得到TickCtrMatch。

OSTickCtr是一个全局变量，记录的是系统自启动以来或者自上次复位以来经过了多少个SysTick周期。
OSTickCtr的值每经过一个SysTick周期其值就加一

2.对任务进行排序

众所周知，任务随时都有可能加入到时基列表中，那么怎么能高效的将各个任务按时延长短进行排序，并快速取用呢？

答案就在TickCtrMatch这个变量上，TickCtrMatch变量是系统设计时的一个巧思妙想。

当一个任务需要插入时基列表中时，我们先获得TickCtrMatch值。

因为TickCtrMatch值是TickRemain和OSTickCtr的和，即当前时间+时延时间，得到的值就是时延结束的绝对时间。

这样就能将所有任务按照 实验结束的绝对时间 进行排序。

3. 确认插入时基列表哪个成员

用TickCtrMatch对OS_CFG_TICK_WHEEL_SIZE进行求余，即对成员总数进行求余，得到的数就是存放任务的下标。

这样做是为了对任务进行分类。

假如成员总数为10（但实际上应该是个质数），当前系统时间为502。
502对10求余得2，那么在任务时延结束绝对时间TickCtrMatch为502，513，515，522的几个任务里只有502，522余数为2。我们不需要跟其他数比，只需要在余数为2的任务里找就行，这样就可以极大的减少寻找时间

同时将余数相同的任务按顺序排列，那么当系统时间为502，任务时延结束的绝对时间为522，那么之后的任务就不需要再找了，因为一定会比522大。

4. 对就绪列表的操作

当任务加入到时基列表中后，就需要从就绪列表中删除。

时基列表OSCfg_TickWheel[]该成员的NbrEntries加1。

当任务任务时延结束绝对时间TickCtrMatch等于系统时间OSTickCtr时就把任务加入到就绪列表，并从时基列表中删除。

时基列表OSCfg_TickWheel[]该成员的NbrEntries减1。

每个时间循环都要确定NbrEntriesMax大于等于NbrEntries