位图操作

SyilxOS在进行调度时需要选择运行当前就绪的最高优先级的线程。为了时间确定性以及提高索引速度，SyilxOS提供了一个位图操作库。

技术实现

SylixOS中位图操作库的实现在"libsylixos/SylixOS/kernel/core/_BitmapLib.c"中，主要实现了位图的初始化、在位图中添加、删除标记以及获取最高优先级。其中，初始化位图控制块的函数接口如程序清单 2-1所示。

程序清单 2-1  位图控制块初始化函数

#include 
VOID  _BitmapInit (PLW_CLASS_BMAP  pbmap);

函数_BitmapInit原型分析：

  • 此函数无返回；

  • 参数pbmap是位图控制块；


_BitmapInit函数初始化位图控制块的主要操作即将其清零。其中位图控制块的详细信息如程序清单 2-2所示。

程序清单 2-2  位图控制块

typedef struct {
    volatile UINT32       BMAP_uiMap;                                   /*  主位图掩码                  */
    volatile UINT32       BMAP_uiSubMap[(LW_PRIO_LOWEST >> 5) + 1];     /*  辅位图掩码                  */
} LW_CLASS_BMAP;
typedef LW_CLASS_BMAP    *PLW_CLASS_BMAP;

位图控制块辅位图掩码的数组长度为(LW_PRIO_LOWEST >> 5) + 1，其中LW_PRIO_LOWEST为SyilxOS支持的最低优先级255。这意味着辅位图掩码共256 bit，每一位都对应着一个优先级。位图控制块的主位图掩码为32 bit的数据类型，其每一位都与辅位图掩码对应下标的数组成员相对应，即每一位都对应了32个优先级。当辅位图掩码的某个数组成员中至少有一位被置位后，主位图掩码的对应位都将被置位。


添加一个标记到位图表的函数接口如程序清单 2-3所示。

程序清单 2-3  添加标记到位图表

#include 
VOID  _BitmapAdd (PLW_CLASS_BMAP  pbmap, UINT8  ucPriority);

函数_BitmapAdd原型分析：

  • 此函数无返回；

  • 参数pbmap是位图控制块；

  • 参数ucPriority是优先级

使用_BitmapAdd函数向位图表添加标记时，先将优先级对应的辅位图掩码的bit置位，再将对应的主位图掩码的bit置位。


从位图表删除一个标记的函数接口如程序清单 2-4所示。

程序清单 2-4  从位图表删除标记

#include 
VOID  _BitmapDel (PLW_CLASS_BMAP  pbmap, UINT8  ucPriority);

函数_BitmapDel原型分析：

  • 此函数无返回；

  • 参数pbmap是位图控制块；

  • 参数ucPriority是优先级

使用_BitmapDel函数位从位图表删除标记时，先将优先级对应的辅位图掩码的bit清空，如果此时该优先级所在的数组成员为零，则将对应的主位图掩码的bit清零。


获得位图表中的最高优先级的函数接口如程序清单 2-5所示。

程序清单 2-5  获取位图表中最高优先级

#include 
UINT8  _BitmapHigh (PLW_CLASS_BMAP   pbmap);

函数_BitmapHigh原型分析：

  • 此函数成功返回优先级，失败返回0；

  • 参数pbmap是位图控制块；

使用_BitmapHigh函数位从位图表获得最高优先级时，会先查找主位图掩码被置位的最低位，即确定最高优先级所在辅位图掩码数组的下标。接着从定位到的辅位图掩码数组成员中查找被置位的最低位，确定具体的优先级。为了时间确定性和快速索引，在32位数据中查找最低有效位采用了先二分查找，再进行穷举的方法。


判断位图表为空的函数接口如程序清单 2-6所示。

程序清单 2-6  判断位图表为空

#include 
BOOL  _BitmapIsEmpty (PLW_CLASS_BMAP  pbmap)；

函数_BitmapIsEmpty原型分析：

  • 此函数成功LW_TRUE或者TW_FALSE；

  • 参数pbmap是位图控制块；

使用_BitmapHigh函数位判断位图表为空，即通过直接判断主位图掩码是否为零来实现。

参考资料

无