先看四個(gè)宏定義，進(jìn)程和線程（線程就是任務(wù)）最高和最低優(yōu)先級(jí)定義，[0,31]區(qū)間，即32級(jí)，優(yōu)先級(jí)用于調(diào)度，CPU根據(jù)這個(gè)來(lái)決定先運(yùn)行哪個(gè)進(jìn)程和任務(wù)。

#define OS_PROCESS_PRIORITY_HIGHEST      0 //進(jìn)程最高優(yōu)先級(jí)
#define OS_PROCESS_PRIORITY_LOWEST       31 //進(jìn)程最低優(yōu)先級(jí)
#define OS_TASK_PRIORITY_HIGHEST    0 //任務(wù)最高優(yōu)先級(jí),軟時(shí)鐘任務(wù)就是最高級(jí)任務(wù),見(jiàn)于 OsSwtmrTaskCreate
#define OS_TASK_PRIORITY_LOWEST     31 //任務(wù)最低優(yōu)先級(jí)

為何進(jìn)程和線程都是32個(gè)優(yōu)先級(jí)？

回答這個(gè)問(wèn)題之前，先回答另一個(gè)問(wèn)題，為什么人類(lèi)幾乎所有的文明都是用十進(jìn)制的計(jì)數(shù)方式。答案掰手指就知道了，因?yàn)槿擞惺种割^。瑪雅人的二十進(jìn)制那是把腳指頭算上了，但其實(shí)也算是十進(jìn)制的表示。

這是否說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題，認(rèn)知受環(huán)境的影響，方向是怎么簡(jiǎn)單/方便怎么來(lái)。這也可以解釋為什么人類(lèi)語(yǔ)言發(fā)音包括各種方言對(duì)媽媽這個(gè)詞都很類(lèi)似，因?yàn)閶雰赫f(shuō)mama是最容易的。注意認(rèn)識(shí)這點(diǎn)很重要！

而計(jì)算機(jī)的世界是二進(jìn)制的，是是非非，清清楚楚，特別的簡(jiǎn)單，二進(jìn)制已經(jīng)最簡(jiǎn)單了，到底啦，不可能有更簡(jiǎn)單的了。還記得雙向鏈表篇中說(shuō)過(guò)的嗎，因?yàn)楹?jiǎn)單所以才不簡(jiǎn)單啊，大道若簡(jiǎn)，計(jì)算機(jī)就靠著這01碼，表述萬(wàn)千世界。

但人類(lèi)的大腦不擅長(zhǎng)存儲(chǔ)，二進(jìn)制太長(zhǎng)了數(shù)到100就撐爆了大腦，記不住，為了記憶和運(yùn)算方便，編程常用靠近10進(jìn)制的 16進(jìn)制來(lái)表示 ,0x9527ABCD看著比 0011000111100101010100111舒服多了。

應(yīng)用開(kāi)發(fā)和內(nèi)核開(kāi)發(fā)有哪些區(qū)別？

區(qū)別還是很大的，這里只說(shuō)一點(diǎn)，就是對(duì)位的控制能力，內(nèi)核會(huì)出現(xiàn)大量的按位運(yùn)算(&，|，~，^) , 一個(gè)變量的不同位表達(dá)不同的含義，但這在應(yīng)用程序員那是很少看到的，他們用的更多的是邏輯運(yùn)算（&&，||，！）

#define OS_TASK_STATUS_INIT         0x0001U //初始化狀態(tài)
#define OS_TASK_STATUS_READY        0x0002U //就緒狀態(tài)的任務(wù)都將插入就緒隊(duì)列
#define OS_TASK_STATUS_RUNNING      0x0004U //運(yùn)行狀態(tài)
#define OS_TASK_STATUS_SUSPEND      0x0008U //掛起狀態(tài)
#define OS_TASK_STATUS_PEND         0x0010U //阻塞狀態(tài)

這是任務(wù)各種狀態(tài)（注者后續(xù)將比如成貼標(biāo)簽）表述，將它們還原成二進(jìn)制就是：

0000000000000001 =0x0001U

0000000000000010 =0x0002U

0000000000000100 =0x0004U

0000000000001000 =0x0008U

0000000000010000 =0x0010U

發(fā)現(xiàn)二進(jìn)制這邊的區(qū)別沒(méi)有，用每一位來(lái)表示一種不同的狀態(tài)，1表示是，0表示不是。

這樣的好處有兩點(diǎn)：

1.可以多種標(biāo)簽同時(shí)存在比如 0x07 = 0b00000111,對(duì)應(yīng)以上就是任務(wù)有三個(gè)標(biāo)簽（初始，就緒，和運(yùn)行），進(jìn)程和線程在運(yùn)行期間是允許多種標(biāo)簽同時(shí)存在的。

2.節(jié)省了空間，一個(gè)變量就搞定了，如果是應(yīng)用程序員要實(shí)現(xiàn)這三個(gè)標(biāo)簽同時(shí)存在，習(xí)慣上要定義三個(gè)變量的，因?yàn)槟愕呐潘灶w粒度是一個(gè)變量而不是一個(gè)位。

而對(duì)位的管理/運(yùn)算就需要有個(gè)專(zhuān)門(mén)的管理器：位圖管理器 (見(jiàn)源碼 los_bitmap.c )

什么是位圖管理器？

直接上部分代碼，代碼關(guān)鍵地方都加了中文注釋?zhuān)?jiǎn)單說(shuō)就是對(duì)位的各種操作，比如如何在某個(gè)位上設(shè)1?如何找到最高位為1的是哪個(gè)位置?這些函數(shù)都是有大用途的。

//對(duì)狀態(tài)字的某一標(biāo)志位進(jìn)行置1操作
VOID LOS_BitmapSet(UINT32 *bitmap, UINT16 pos)
{
    if (bitmap == NULL) {
        return;
    }

    *bitmap |= 1U << (pos & OS_BITMAP_MASK);//在對(duì)應(yīng)位上置1
}
//對(duì)狀態(tài)字的某一標(biāo)志位進(jìn)行清0操作
VOID LOS_BitmapClr(UINT32 *bitmap, UINT16 pos)
{
    if (bitmap == NULL) {
        return;
    }

    *bitmap &= ~(1U << (pos & OS_BITMAP_MASK));//在對(duì)應(yīng)位上置0
}
/********************************************************
雜項(xiàng)算術(shù)指令
CLZ 用于計(jì)算操作數(shù)最高端0的個(gè)數(shù)，這條指令主要用于一下兩個(gè)場(chǎng)合
　　計(jì)算操作數(shù)規(guī)范化（使其最高位為1）時(shí)需要左移的位數(shù)
　　確定一個(gè)優(yōu)先級(jí)掩碼中最高優(yōu)先級(jí)
********************************************************/
//獲取狀態(tài)字中為1的最高位 例如: 00110110 返回 5
UINT16 LOS_HighBitGet(UINT32 bitmap)
{
    if (bitmap == 0) {
        return LOS_INVALID_BIT_INDEX;
    }

    return (OS_BITMAP_MASK - CLZ(bitmap));
}
//獲取狀態(tài)字中為1的最低位， 例如: 00110110 返回 2
UINT16 LOS_LowBitGet(UINT32 bitmap)
{
    if (bitmap == 0) {
        return LOS_INVALID_BIT_INDEX;
    }

    return CTZ(bitmap);//
}
位圖在哪些地方應(yīng)用？

內(nèi)核很多模塊在使用位圖，這里只說(shuō)進(jìn)程和線程模塊，還記得開(kāi)始的問(wèn)題嗎，為何進(jìn)程和線程都是32個(gè)優(yōu)先級(jí)？因?yàn)樗麄兊膬?yōu)先級(jí)是由位圖管理的，管理一個(gè)UINT32的變量，所以是32級(jí)，一個(gè)位一個(gè)級(jí)別，最高位優(yōu)先級(jí)最低。

    UINT32          priBitMap;          /**< BitMap for recording the change of task priority, //任務(wù)在執(zhí)行過(guò)程中優(yōu)先級(jí)會(huì)經(jīng)常變化，這個(gè)變量用來(lái)記錄所有曾經(jīng)變化
                                             the priority can not be greater than 31 */   //過(guò)的優(yōu)先級(jí)，例如 ..01001011 曾經(jīng)有過(guò) 0,1,3,6 優(yōu)先級(jí)

這是任務(wù)控制塊中對(duì)調(diào)度優(yōu)先級(jí)位圖的定義，注意一個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)在運(yùn)行過(guò)程中可不是一成不變的，內(nèi)核會(huì)根據(jù)運(yùn)行情況而改變它的，這個(gè)變量是用來(lái)保存這個(gè)任務(wù)曾經(jīng)有過(guò)的所有優(yōu)先級(jí)歷史記錄。

比如 任務(wù)A的優(yōu)先級(jí)位圖是 00000001001011 ，可以看出它曾經(jīng)有過(guò)四個(gè)調(diào)度等級(jí)記錄，那如果想知道優(yōu)先級(jí)最低的記錄是多少時(shí)怎么辦呢？

誒,上面的位圖管理器函數(shù)UINT16 LOS_HighBitGet(UINT32 bitmap)就很有用啦 ，它返回的是1在高位出現(xiàn)的位置，可以數(shù)一下是 6

因?yàn)槿蝿?wù)的優(yōu)先級(jí)0最大，所以最終的意思就是A任務(wù)曾經(jīng)有過(guò)的最低優(yōu)先級(jí)是6

一定要理解位圖的操作，內(nèi)核中大量存在這類(lèi)代碼，尤其到了匯編層，對(duì)寄存器的操作大量的出現(xiàn)。

比如以下這段匯編代碼。

    MSR     CPSR_c, #(CPSR_INT_DISABLE | CPSR_SVC_MODE)  @禁止中斷并切到管理模式
    LDRH    R1, [R0, #4]  @將存儲(chǔ)器地址為R0+4 的低16位數(shù)據(jù)讀入寄存器R1，并將R1的高16 位清零
    ORR     R1, #OS_TASK_STATUS_RUNNING @或指令 R1=R1|OS_TASK_STATUS_RUNNING
    STRH    R1, [R0, #4]  @將寄存器R1中的低16位寫(xiě)入以R0+4為地址的存儲(chǔ)器中

編程實(shí)例

對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)位操作，本實(shí)例實(shí)現(xiàn)如下功能：

某一標(biāo)志位置1。

獲取標(biāo)志位為1的最高bit位。

某一標(biāo)志位清0。

獲取標(biāo)志位為1的最低bit位。

#include "los_bitmap.h"
#include "los_printf.h"

static UINT32 Bit_Sample(VOID)
{
  UINT32 flag = 0x10101010;
  UINT16 pos;

  dprintf("\nBitmap Sample!\n");
  dprintf("The flag is 0x%8x\n", flag);

  pos = 8;
  LOS_BitmapSet(&flag, pos);
  dprintf("LOS_BitmapSet:\t pos : %d, the flag is 0x%0+8x\n", pos, flag);

  pos = LOS_HighBitGet(flag);
  dprintf("LOS_HighBitGet:\t The highest one bit is %d, the flag is 0x%0+8x\n", pos, flag);

  LOS_BitmapClr(&flag, pos);
  dprintf("LOS_BitmapClr:\t pos : %d, the flag is 0x%0+8x\n", pos, flag);

  pos = LOS_LowBitGet(flag);
  dprintf("LOS_LowBitGet:\t The lowest one bit is %d, the flag is 0x%0+8x\n\n", pos, flag);

  return LOS_OK;
}

結(jié)果驗(yàn)證

Bitmap Sample!
The flag is 0x10101010
LOS_BitmapSet: pos : 8,  the flag is 0x10101110
LOS_HighBitGet:The highest one bit is 28, the flag is 0x10101110
LOS_BitmapClr: pos : 28, the flag is 0x00101110
LOS_LowBitGet: The lowest one bit is 4, the flag is 0x00101110

編輯：hfy