RT-Thread源码-__rt_ffs函数剖析

在RT-Thread中，获取已就绪最高优先级线程索引会使用此函数。而此函数所包含的算法为bitmap算法。
为什么使用此函数获取已就绪最高优先级线程索引？为什么使用bitmap算法？目的在于提升索引值获取的执行效率，以及保证系统的稳定执行。
通常，为了获取已就绪最高优先级线程，最简单的方法就是遍历当前线程列表中的每一个线程状态及优先级，通过比较最后获取。而这种方法会随着最大支持线程数的增加而增加时间复杂度O(n)（采用bitmap算法后时间复杂度为O(1)），且执行时间非恒定，影响系统的稳定。
此函数在RT-Thread中实现如下，

const rt_uint8_t __lowest_bit_bitmap[] =
{/* 00 */ 0, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* 10 */ 4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* 20 */ 5, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* 30 */ 4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* 40 */ 6, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* 50 */ 4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* 60 */ 5, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* 70 */ 4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* 80 */ 7, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* 90 */ 4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* A0 */ 5, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* B0 */ 4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* C0 */ 6, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* D0 */ 4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* E0 */ 5, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* F0 */ 4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0
};/*** This function finds the first bit set (beginning with the least significant bit)* in value and return the index of that bit.** Bits are numbered starting at 1 (the least significant bit).  A return value of* zero from any of these functions means that the argument was zero.** @return return the index of the first bit set. If value is 0, then this function* shall return 0.*/
int __rt_ffs(int value)
{if (value == 0) return 0;if (value & 0xff)return __lowest_bit_bitmap[value & 0xff] + 1;if (value & 0xff00)return __lowest_bit_bitmap[(value & 0xff00) >> 8] + 9;if (value & 0xff0000)return __lowest_bit_bitmap[(value & 0xff0000) >> 16] + 17;return __lowest_bit_bitmap[(value & 0xff000000) >> 24] + 25;
}

以上C实现中，提供了一个__lowest_bit_bitmap，这个最低位图表是结合系统支持最大线程数（256），提前计算出来的最高优先级结果。假设设置系统最大线程数为32，则通常会使用一个32bit变量来表示所有线程的状态，每一个bit，1表示就绪，0表示挂起，若此变量值为6，则表示当前优先级为1，优先级为2的线程处于就绪态，那么此时的已就绪最高优先级线程索引就为1；若此变量值为15，则表示前四优先级线程均为就绪态，那么此时的已就绪最高优先级线程索引就为0。其余，以此类推。
在最大线程数设置为大于32的情况下，在RT-Thread中采用了二级位图的形式，即将所有线程已8个为一组的方式分为若干组。那么，同理，这时候在获取已就绪最高优先级线程索引前增加一步，获取已就绪最高优先级线程组索引。
RT-Thread中还针对各处理器及编译器提供了ARM汇编的优化实现，适配Cortex-M4处理器实现如下：

/*** This function finds the first bit set (beginning with the least significant bit)* in value and return the index of that bit.** Bits are numbered starting at 1 (the least significant bit).  A return value of* zero from any of these functions means that the argument was zero.** @return return the index of the first bit set. If value is 0, then this function* shall return 0.*/
#if defined(__CC_ARM) || defined(__CLANG_ARM)
__asm int __rt_ffs(int value)
{// 判断value是否为0，若为0则直接返回CMP     r0, #0x00BEQ     exitRBIT    r0, r0          // 反转value的高低位CLZ     r0, r0            // 计算value低bit位为0的个数ADDS    r0, r0, #0x01   // 以上得到的结果+1，则得到为1的最低bit索引exitBX      lr
}
#elif defined(__IAR_SYSTEMS_ICC__)
int __rt_ffs(int value)
{if (value == 0) return value;asm("RBIT %0, %1" : "=r"(value) : "r"(value));asm("CLZ  %0, %1" : "=r"(value) : "r"(value));asm("ADDS %0, %1, #0x01" : "=r"(value) : "r"(value));return value;
}
#elif defined(__GNUC__)
int __rt_ffs(int value)
{return __builtin_ffs(value);
}
#endif

RT-Thread源码-__rt_ffs函数剖析相关推荐

从Thread.start()方法看Thread源码，多次start一个线程会怎么样
这篇文章作为Thread类源码剖析的补充,从一个侧面来看Thread源码.也解答了面试高频问题:"多次start一个线程会怎么样?" 答案是:java.lang.IllegalTh ...
从 Android 6.0 源码的角度剖析 Binder 工作原理 | CSDN 博文精选
在从Android 6.0源码的角度剖析Activity的启动过程一文(https://blog.csdn.net/AndrExpert/article/details/81488503)中,我们了解 ...
Java Thread 源码解析
Thread 源码解析线程的方法大部分都是使用Native使用,不允许应用层修改,是CPU调度的最基本单元.线程的资源开销相对于进程的开销是相对较少的,所以我们一般创建线程执行,而不是进程执行. T ...
从Android 6.0源码的角度剖析View的绘制原理
在从Android 6.0源码的角度剖析Activity的启动过程和从Android 6.0源码的角度剖析Window内部机制原理的文章中,我们分别详细地阐述了一个界面(Activity)从启动到显示 ...
【动态代理】从源码实现角度剖析JDK动态代理
相比于静态代理,动态代理避免了开发人员编写各个繁锁的静态代理类,只需简单地指定一组接口及目标类对象就能动态的获得代理对象.动态代理类的源码是在程序运行期间由JVM根据反射等机制动态的生成,所以不存在代 ...
面试官系统精讲Java源码及大厂真题 - 27 Thread 源码解析
27 Thread 源码解析书籍乃世人积累智慧之长明灯. 引导语从本章开始我们开始学习线程的知识,线程是非常有趣的一个章节,大多数同学对于线程 API,属于不用就忘,到用时需要百度的情况,希望通过 ...
Thread源码-----传实现了Runnable接口的类的实例给Thread的作用
传送门:https://wangchangchung.github.io/2016/12/05/Java常用类源码--Thread源码解析/ 1. thread的构造函数有: public Threa ...
深度解析源码strcpy函数
深度解析源码strcpy函数@TOC 前言提示:这里可以添加本文要记录的大概内容: 本文将介绍c语言中string.h中strcpy函数的源码解析提示:以下是本篇文章正文内容,下面案例可供参考一 ...
《Spark商业案例与性能调优实战100课》第25课：Spark Hash Shuffle源码解读与剖析
<Spark商业案例与性能调优实战100课>第25课:Spark Hash Shuffle源码解读与剖析

RT-Thread源码-__rt_ffs函数剖析

RT-Thread源码-__rt_ffs函数剖析相关推荐

最新文章

热门文章