專利名稱：嵌入式sram操作系統(tǒng)線程實現(xiàn)和線程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及嵌入式操作系統(tǒng)中線程的實現(xiàn)和線程狀態(tài)切換的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及到一種嵌入式SRAM操作系統(tǒng)線程實現(xiàn)和線程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方法。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)中，進(jìn)程是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配的單位，諸如按進(jìn)程分給存放其映象的虛地址空間、執(zhí)行需要的主存空間、完成任務(wù)需要的其他各類資源，I/O CH、I/O DV和文件。同時，進(jìn)程也是處理器調(diào)度的獨(dú)立單位，進(jìn)程在任一時刻只有一個執(zhí)行控制流，我們將這種結(jié)構(gòu)的進(jìn)程稱單線程進(jìn)程(SingleThreaded Process)。這種單線程結(jié)構(gòu)的進(jìn)程已不能適應(yīng)當(dāng)今計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展。
早期的計算機(jī)系統(tǒng)是基于單個處理器(CPU)的順序處理的機(jī)器，程序員編寫串行執(zhí)行的代碼，讓其在CPU上串行執(zhí)行，甚至每一條指令的執(zhí)行也是串行的(取指令、取操作數(shù)、執(zhí)行操作、存儲結(jié)果)。
為提高計算機(jī)處理的速度，首先發(fā)展起來的是聯(lián)想存儲器系統(tǒng)和流水線系統(tǒng)，前者提出了數(shù)據(jù)驅(qū)動的思想，后者解決了指令串行執(zhí)行的問題，這兩者都是最初計算機(jī)并行化發(fā)展的例子。隨著硬件技術(shù)的進(jìn)步，并行處理技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，計算機(jī)系統(tǒng)不再局限于單處理器和單數(shù)據(jù)流，各種各樣的并行結(jié)構(gòu)得到了應(yīng)用。目前計算機(jī)系統(tǒng)可以分作以下四類·單指令流單數(shù)據(jù)流(SISD)一個處理器在一個存儲器中的數(shù)據(jù)上執(zhí)行單條指令流。
·單指令流多數(shù)據(jù)流(SIMD)單條指令流控制多個處理單元同時執(zhí)行，每個處理單元包括處理器和相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲，一條指令事實上控制了不同的處理器對不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行了操作。向量機(jī)和陣列機(jī)是這類計算機(jī)系統(tǒng)的代表。
·多指令流單數(shù)據(jù)流(MISD)一個數(shù)據(jù)流被傳送給一組處理器，通過這一組處理器上的不同指令操作最終得到處理結(jié)果。該類計算機(jī)系統(tǒng)的研究尚在實驗室階段。
·多指令流多數(shù)據(jù)流(MIMD)多個處理器對各自不同的數(shù)據(jù)集同時執(zhí)行不同的指令流。
可以把MIMD系統(tǒng)劃分為共享內(nèi)存的緊密耦合MIMD系統(tǒng)和內(nèi)存分布的松散耦合MIMD系統(tǒng)兩大類。在松散耦合MIMD系統(tǒng)中，每個處理單元都有一個獨(dú)立的內(nèi)存儲器，各個處理單元之間通過設(shè)定的線路或網(wǎng)絡(luò)通信，多計算機(jī)系統(tǒng)或cluster系統(tǒng)都是松散耦合MIMD系統(tǒng)的例子。
根據(jù)處理器分配策略，緊密耦合MIMD系統(tǒng)可以分為主從式系統(tǒng)(main/slavemultiprocessor)和對稱式系統(tǒng)(symmetric multiprocessor，簡稱SMP)兩類。
主從式系統(tǒng)的基本思想是在一個特別的處理器上運(yùn)行操作系統(tǒng)內(nèi)核，其他處理器上則運(yùn)行用戶程序和操作系統(tǒng)例行程序，內(nèi)核負(fù)責(zé)分配和調(diào)度各個處理器，并向其它程序提供各種服務(wù)(如輸入輸出)。這種方式實現(xiàn)簡單，但是主處理器的崩潰會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的崩潰，并且極可能在主處理器形成性能瓶頸。
在對稱式多處理器系統(tǒng)(SMP)中，操作系統(tǒng)內(nèi)核可以運(yùn)行在任意一個處理器上，每個處理器都可以自我調(diào)度運(yùn)行的進(jìn)程和線程，并且操作系統(tǒng)內(nèi)核也被設(shè)計成多進(jìn)程或多線程，內(nèi)核的各個部分可以并行執(zhí)行。
目前cluster和SMP得到了廣泛的應(yīng)用，成為并行處理技術(shù)的熱點(diǎn)。值得注意的是，單線程結(jié)構(gòu)進(jìn)程從管理、通信和并發(fā)粒度多個方面都很難滿足并行處理的要求。
近二十年以來，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，這里不考慮網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)通信設(shè)施的進(jìn)展，單從網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)的角度來考慮，單線程結(jié)構(gòu)進(jìn)程就難以滿足要求。
分布式操作系統(tǒng)是一個無主從的、透明的資源管理系統(tǒng)，也是一個松散耦合的MIMD系統(tǒng)。從資源管理看，每一類資源的管理都有可能分布在各個獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)上，需要廣泛的協(xié)同和頻繁的通信，從分布并行看，要求操作系統(tǒng)合理使用網(wǎng)絡(luò)上的可計算資源，更好地發(fā)揮多處理器的能力，把許多任務(wù)或同一任務(wù)的不同子任務(wù)分配到網(wǎng)絡(luò)不同結(jié)點(diǎn)的處理器上去同時運(yùn)行，所有這一些都需要改良單線程結(jié)構(gòu)進(jìn)程，提高各個協(xié)作子任務(wù)之間的協(xié)作、切換和通信效率。
客戶/服務(wù)器計算是九十年代網(wǎng)絡(luò)計算的最大熱點(diǎn)，對于基于服務(wù)器的客戶/服務(wù)器計算(如SQL服務(wù)器)，要求采用更加高效的并行或并發(fā)解決方案來提高服務(wù)器處理效率；對于基于客戶的客戶/服務(wù)器計算(如頁服務(wù)器)，雖然服務(wù)器的瓶頸效應(yīng)大大改善，但服務(wù)器一方除了頁面讀寫外還需要進(jìn)行鎖管理和鎖協(xié)商，客戶一方則面臨著如何快速解決計算邏輯問題，另外還要考慮鎖協(xié)商和頁回調(diào)，這些也要求一種更加實用和有效的并行或并發(fā)解決方案；類似的問題同樣存在與協(xié)作式的客戶/服務(wù)器計算和基于中間件的客戶/服務(wù)器計算中。
從軟件技術(shù)的發(fā)展來看，系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件均有了很大的進(jìn)展，要求人們設(shè)計出多事件并行處理的軟件系統(tǒng)，如操作系統(tǒng)中的并行文件操作，數(shù)據(jù)庫中的多用戶事務(wù)處理，窗口子系統(tǒng)中的多個相關(guān)子窗口操作，實時系統(tǒng)中多個外部事件的同時響應(yīng)，網(wǎng)絡(luò)中多個客戶共享網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器任務(wù)等等。這些多事件并行處理的軟件系統(tǒng)當(dāng)然要求提高并行或并發(fā)處理的效率，而單線程結(jié)構(gòu)進(jìn)程對此是無能為力的。
在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)中，往往采用多進(jìn)程并發(fā)程序設(shè)計來解決并行技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟件技術(shù)發(fā)展帶來的要求，即創(chuàng)建并執(zhí)行多個進(jìn)程，按一定策略來調(diào)度和執(zhí)行各個進(jìn)程，以最大限度地利用計算機(jī)系統(tǒng)中的各種各樣的資源。這一方式當(dāng)然是可行的，但關(guān)鍵在于并行和并發(fā)的效率問題，采用這一方式來實現(xiàn)復(fù)雜的并發(fā)系統(tǒng)時，會出現(xiàn)以下的缺點(diǎn)·進(jìn)程切換的開銷大，頻繁的進(jìn)程調(diào)度將耗費(fèi)大量時間。
·進(jìn)程之間通信的代價大，每次通信均要涉及通信進(jìn)程之間以及通信進(jìn)程與操作系統(tǒng)之間的切換。
·進(jìn)程之間的并發(fā)性粒度較粗，并發(fā)度不高，過多的進(jìn)程切換和通信使得細(xì)粒度的并發(fā)得不償失。
·不適合并行計算和分布并行計算的要求。對于多處理器和分布式的計算環(huán)境來說，進(jìn)程之間大量頻繁的通信和切換過程，會大大降低并行度。
·不適合客戶/服務(wù)器計算的要求。對于C/S結(jié)構(gòu)來說，那些需要頻繁輸入輸出并同時大量計算的服務(wù)器進(jìn)程很難體現(xiàn)效率。
尤其是在嵌入式SRAM操作系統(tǒng)中，相對于SDRAM，SRAM空間有限，需要操作系統(tǒng)改進(jìn)進(jìn)程結(jié)構(gòu)，提供新的機(jī)制，使得很多應(yīng)用能夠按照需求，在同一進(jìn)程中設(shè)計出多條的控制流，多控制流之間可以并行執(zhí)行，切換不需通過進(jìn)程調(diào)度；多控制流之間還可以通過內(nèi)存區(qū)直接通信，降低通信開銷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種嵌入式SRAM操作系統(tǒng)線程實現(xiàn)和線程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案如下1)線程狀態(tài)定義進(jìn)程由線程構(gòu)成，是進(jìn)程中的一條執(zhí)行路徑，每個進(jìn)程內(nèi)允許包含多個并行執(zhí)行的路徑，這就是多線程。線程是系統(tǒng)進(jìn)行處理器調(diào)度的基本單位，同一個進(jìn)程中的所有線程共享進(jìn)程獲得的主存空間和資源，一個線程具有
●創(chuàng)建態(tài)對應(yīng)于線程剛剛被創(chuàng)建和進(jìn)入到SRAM中的狀態(tài)；●運(yùn)行態(tài)線程占有處理器正在運(yùn)行；●就緒態(tài)線程位于SRAM中，具備運(yùn)行條件，等待系統(tǒng)分配處理器以便運(yùn)行；●阻塞態(tài)線程位于SRAM中，不具備運(yùn)行條件，正在等待某個事件的完成；●就緒換出態(tài)和阻塞換出態(tài)由于SRAM空間不足，線程將被交換出SRAM，進(jìn)入到SDRAM中去，暫時不參與線程調(diào)度；●退出態(tài)線程結(jié)束，退出SRAM，以后不再執(zhí)行。
在多線程環(huán)境中，仍然有與進(jìn)程相關(guān)的是進(jìn)程控制塊PCB，Process ControlBlock和用戶地址空間，而每個線程則存在獨(dú)立堆棧，以及包含寄存器信息、優(yōu)先級、其它有關(guān)狀態(tài)信息的線程控制塊。線程之間的關(guān)系較為密切，一個進(jìn)程中的所有線程共享其擁有的狀態(tài)和資源，它們駐留在相同的地址空間，可以存取相同的數(shù)據(jù)；2)創(chuàng)建態(tài)當(dāng)一個新進(jìn)程被生成后，該進(jìn)程的一個線程也就被創(chuàng)建。此后，該進(jìn)程中的一個線程可以創(chuàng)建同一進(jìn)程中的其它線程，并為新線程提供指令計數(shù)器和變量，一個新線程還將被分配寄存器上下文和堆?？臻g，并將其加入就緒隊列；3)就緒態(tài)線程位于SRAM中，具備運(yùn)行條件，等待系統(tǒng)分配處理器以便運(yùn)行，處于就緒狀態(tài)的線程事實上已被調(diào)度，已經(jīng)被放到某一隊列等待執(zhí)行，處于就緒狀態(tài)的線程何時可真正執(zhí)行，取決于線程優(yōu)先級以及隊列的當(dāng)前狀況，線程的優(yōu)先級如果相同，將遵循“先來先服務(wù)”的調(diào)度原則；線程依據(jù)自身優(yōu)先級進(jìn)入等待對列的相應(yīng)位置，某些系統(tǒng)線程具有最高優(yōu)先級、這些最高優(yōu)先級線程一旦進(jìn)入就緒狀態(tài)，將搶占當(dāng)前正在執(zhí)行的線程的處理器資源，當(dāng)前線程只能重新在等待隊列尋找自己的位置。某些具有最高優(yōu)先級的線程執(zhí)行完自己的任務(wù)之后，將調(diào)用sleep()、wait()、suspend()方法，睡眠一段時間，等待被某一事件喚醒。一旦被喚醒，這些線程就又開始搶占處理器資源。這些最高優(yōu)先級線程通常被用來執(zhí)行一些關(guān)鍵性任務(wù)，如屏幕顯示；低優(yōu)先級線程需等待更長的時間才能有機(jī)會運(yùn)行，由于系統(tǒng)本身無法中止高優(yōu)先級線程的執(zhí)行，因此用到了優(yōu)先級校高的線程對象，那么最好不時讓這些線程放棄對處理器資源的控制權(quán)，以使其他線程能夠有機(jī)會運(yùn)行；4)運(yùn)行態(tài)線程已經(jīng)擁有了對處理器的控制權(quán)，其代碼目前正在運(yùn)行.這個線程將一直運(yùn)行直到運(yùn)行完畢，除非運(yùn)行過程的控制權(quán)被一優(yōu)先級更高的線程強(qiáng)占，線程在如下3種情形之下將釋放對處理囂的控制權(quán)●主動或被動地釋放對處理器資源的控制權(quán)，該線程必須再次進(jìn)入等待隊列，等待其他優(yōu)先級高或相等線程執(zhí)行完畢●睡眠一段確定的時間，不進(jìn)入等待隊列，這段確定的時間到期后，重新開始運(yùn)行●等持某一事件喚醒自己；5)阻塞態(tài)暫時這個線程將無法進(jìn)入就緒隊列，處于堵塞狀態(tài)的線程通常必須由某些事件才能喚醒.至于是何種事件，則取決于堵塞發(fā)生的原因，處于睡眠中的線程必須被堵塞一段固定的時間；被掛起、或處于消息等待狀態(tài)的線程則必須由一外來事件喚醒；6)就緒換出態(tài)已經(jīng)就緒的線程，由于SRAM空間不足，線程將被交換出SRAM，進(jìn)入到SDRAM中去，暫時不參與線程調(diào)度，直到SRAM空間足夠；7)阻塞換出態(tài)已經(jīng)被阻塞的線程，由于SRAM空間不足，將被交換出SRAM，進(jìn)入到SDRAM中去，暫時不參與線程調(diào)度，直到阻塞事件已經(jīng)完成，并且SRAM空間足夠；8)退出態(tài)表示線程已退出運(yùn)行狀態(tài)，并且不再進(jìn)入就緒隊列，其中原因可能是線程已執(zhí)行完畢且正常結(jié)束，也可能是該線程被另一線程或父進(jìn)程/線程所強(qiáng)行中斷。
本發(fā)明具有的有益效果是(1)并行性。同一進(jìn)程的多個線程可在一個或多個處理器上并發(fā)或并行地運(yùn)行快速線程切換。
(2)共享性。同一個進(jìn)程中的所有線程共享進(jìn)程獲得的主存空間和一切資源。
(3)動態(tài)性。線程也是程序在相應(yīng)數(shù)據(jù)集上的一次執(zhí)行，由創(chuàng)建而產(chǎn)生，至撤銷而消亡，有其生命周期。
(4)經(jīng)濟(jì)性。多線程合用SRAM空間，充分解決了SRAM空間有限的特性，能夠在有限的SRAM空間中，運(yùn)行盡可能多的進(jìn)程/線程。


圖1是本發(fā)明中線程的狀態(tài)切換圖；圖2是線程組成進(jìn)程的示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
一種嵌入式SRAM操作系統(tǒng)進(jìn)程實現(xiàn)和進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方法，其具體實施方法如下1)線程狀態(tài)定義進(jìn)程由線程構(gòu)成，是進(jìn)程中的一條執(zhí)行路徑，每個進(jìn)程內(nèi)允許包含多個并行執(zhí)行的路徑，這就是多線程。線程是系統(tǒng)進(jìn)行處理器調(diào)度的基本單位，同一個進(jìn)程中的所有線程共享進(jìn)程獲得的主存空間和資源，一個線程具有●創(chuàng)建態(tài)對應(yīng)于線程剛剛被創(chuàng)建和進(jìn)入到SRAM中的狀態(tài)；●運(yùn)行態(tài)線程占有處理器正在運(yùn)行；●就緒態(tài)線程位于SRAM中，具備運(yùn)行條件，等待系統(tǒng)分配處理器以便運(yùn)行；●阻塞態(tài)線程位于SRAM中，不具備運(yùn)行條件，正在等待某個事件的完成；●就緒換出態(tài)和阻塞換出態(tài)由于SRAM空間不足，線程將被交換出SRAM，進(jìn)入到SDRAM中去，暫時不參與線程調(diào)度；●退出態(tài)線程結(jié)束，退出SRAM，以后不再執(zhí)行。
在多線程環(huán)境中，仍然有與進(jìn)程相關(guān)的是進(jìn)程控制塊PCB，Process ControlBlock和用戶地址空間，而每個線程則存在獨(dú)立堆棧，以及包含寄存器信息、優(yōu)先級、其它有關(guān)狀態(tài)信息的線程控制塊。線程之間的關(guān)系較為密切，一個進(jìn)程中的所有線程共享其擁有的狀態(tài)和資源，它們駐留在相同的地址空間，可以存取相同的數(shù)據(jù)，如此依賴，一個進(jìn)程的構(gòu)成如圖2所示。
線程自己不擁有系統(tǒng)資源，只擁有一點(diǎn)在運(yùn)行中必不可少的資源，但它可與同屬一個進(jìn)程的其它現(xiàn)成共享進(jìn)程所擁有的全部資源。一個線程可以創(chuàng)建和撤消另一個線程，同一進(jìn)程中的多個線程之間可以并發(fā)執(zhí)行。
2)創(chuàng)建態(tài)當(dāng)一個新進(jìn)程被生成后，該進(jìn)程的一個線程也就被創(chuàng)建。此后，該進(jìn)程中的一個線程可以創(chuàng)建同一進(jìn)程中的其它線程，并為新線程提供指令計數(shù)器和變量，一個新線程還將被分配寄存器上下文和堆?？臻g，并將其加入就緒隊列。
3)就緒態(tài)線程位于SRAM中，具備運(yùn)行條件，等待系統(tǒng)分配處理器以便運(yùn)行，處于就緒狀態(tài)的線程事實上已被調(diào)度，已經(jīng)被放到某一隊列等待執(zhí)行，處于就緒狀態(tài)的線程何時可真正執(zhí)行，取決于線程優(yōu)先級以及隊列的當(dāng)前狀況，線程的優(yōu)先級如果相同，將遵循“先來先服務(wù)”的調(diào)度原則。
線程依據(jù)自身優(yōu)先級進(jìn)入等待對列的相應(yīng)位置，某些系統(tǒng)線程具有最高優(yōu)先級、這些最高優(yōu)先級線程一旦進(jìn)入就緒狀態(tài)，將搶占當(dāng)前正在執(zhí)行的線程的處理器資源，當(dāng)前線程只能重新在等待隊列尋找自己的位置。某些具有最高優(yōu)先級的線程執(zhí)行完自己的任務(wù)之后，將調(diào)用sleep()、wait()、suspend()方法，睡眠一段時間，等待被某一事件喚醒。一旦被喚醒，這些線程就又開始搶占處理器資源。這些最高優(yōu)先級線程通常被用來執(zhí)行一些關(guān)鍵性任務(wù)，如屏幕顯示。
低優(yōu)先級線程需等待更長的時間才能有機(jī)會運(yùn)行，由于系統(tǒng)本身無法中止高優(yōu)先級線程的執(zhí)行，因此用到了優(yōu)先級校高的線程對象，那么最好不時讓這些線程放棄對處理器資源的控制權(quán)，以使其他線程能夠有機(jī)會運(yùn)行。
4)運(yùn)行態(tài)線程已經(jīng)擁有了對處理器的控制權(quán)，其代碼目前正在運(yùn)行.這個線程將一直運(yùn)行直到運(yùn)行完畢，除非運(yùn)行過程的控制權(quán)被一優(yōu)先級更高的線程強(qiáng)占，線程在如下3種情形之下將釋放對處理囂的控制權(quán)●主動或被動地釋放對處理器資源的控制權(quán)，該線程必須再次進(jìn)入等待隊列，等待其他優(yōu)先級高或相等線程執(zhí)行完畢●睡眠一段確定的時間，不進(jìn)入等待隊列，這段確定的時間到期后，重新開始運(yùn)行●等持某一事件喚醒自己。
5)阻塞態(tài)暫時這個線程將無法進(jìn)入就緒隊列，處于堵塞狀態(tài)的線程通常必須由某些事件才能喚醒.至于是何種事件，則取決于堵塞發(fā)生的原因，處于睡眠中的線程必須被堵塞一段固定的時間；被掛起、或處于消息等待狀態(tài)的線程則必須由一外來事件喚醒。
6)就緒換出態(tài)已經(jīng)就緒的線程，由于SRAM空間不足，線程將被交換出SRAM，進(jìn)入到SDRAM中去，暫時不參與線程調(diào)度，直到SRAM空間足夠。
7)阻塞換出態(tài)已經(jīng)被阻塞的線程，由于SRAM空間不足，將被交換出SRAM，進(jìn)入到SDRAM中去，暫時不參與線程調(diào)度，直到阻塞事件已經(jīng)完成，并且SRAM空間足夠。
8)退出態(tài)表示線程已退出運(yùn)行狀態(tài)，并且不再進(jìn)入就緒隊列，其中原因可能是線程已執(zhí)行完畢且正常結(jié)束，也可能是該線程被另一線程或父進(jìn)程/線程所強(qiáng)行中斷。
本嵌入式SRAM操作系統(tǒng)軟件已經(jīng)向中華人民共和國版權(quán)局申請計算機(jī)軟件著作權(quán)登記。
權(quán)利要求
1.一種嵌入式SRAM操作系統(tǒng)線程實現(xiàn)和線程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方法，其特征在于1)線程狀態(tài)定義進(jìn)程由線程構(gòu)成，是進(jìn)程中的一條執(zhí)行路徑，每個進(jìn)程內(nèi)允許包含多個并行執(zhí)行的路徑，這就是多線程。線程是系統(tǒng)進(jìn)行處理器調(diào)度的基本單位，同一個進(jìn)程中的所有線程共享進(jìn)程獲得的主存空間和資源，一個線程具有●創(chuàng)建態(tài)對應(yīng)于線程剛剛被創(chuàng)建和進(jìn)入到SRAM中的狀態(tài)；●運(yùn)行態(tài)線程占有處理器正在運(yùn)行；●就緒態(tài)線程位于SRAM中，具備運(yùn)行條件，等待系統(tǒng)分配處理器以便運(yùn)行；●阻塞態(tài)線程位于SRAM中，不具備運(yùn)行條件，正在等待某個事件的完成；●就緒換出態(tài)和阻塞換出態(tài)由于SRAM空間不足，線程將被交換出SRAM，進(jìn)入到SDRAM中去，暫時不參與線程調(diào)度；●退出態(tài)線程結(jié)束，退出SRAM，以后不再執(zhí)行。在多線程環(huán)境中，仍然有與進(jìn)程相關(guān)的是進(jìn)程控制塊PCB，Process ControlBlock和用戶地址空間，而每個線程則存在獨(dú)立堆棧，以及包含寄存器信息、優(yōu)先級、其它有關(guān)狀態(tài)信息的線程控制塊。線程之間的關(guān)系較為密切，一個進(jìn)程中的所有線程共享其擁有的狀態(tài)和資源，它們駐留在相同的地址空間，可以存取相同的數(shù)據(jù)；2)創(chuàng)建態(tài)當(dāng)一個新進(jìn)程被生成后，該進(jìn)程的一個線程也就被創(chuàng)建。此后，該進(jìn)程中的一個線程可以創(chuàng)建同一進(jìn)程中的其它線程，并為新線程提供指令計數(shù)器和變量，一個新線程還將被分配寄存器上下文和堆?？臻g，并將其加入就緒隊列；3)就緒態(tài)線程位于SRAM中，具備運(yùn)行條件，等待系統(tǒng)分配處理器以便運(yùn)行，處于就緒狀態(tài)的線程事實上已被調(diào)度，已經(jīng)被放到某一隊列等待執(zhí)行，處于就緒狀態(tài)的線程何時可真正執(zhí)行，取決于線程優(yōu)先級以及隊列的當(dāng)前狀況，線程的優(yōu)先級如果相同，將遵循“先來先服務(wù)”的調(diào)度原則；線程依據(jù)自身優(yōu)先級進(jìn)入等待對列的相應(yīng)位置，某些系統(tǒng)線程具有最高優(yōu)先級、這些最高優(yōu)先級線程一旦進(jìn)入就緒狀態(tài)，將搶占當(dāng)前正在執(zhí)行的線程的處理器資源，當(dāng)前線程只能重新在等待隊列尋找自己的位置。某些具有最高優(yōu)先級的線程執(zhí)行完自己的任務(wù)之后，將調(diào)用sleep()、wait()、suspend()方法，睡眠一段時間，等待被某一事件喚醒。一旦被喚醒，這些線程就又開始搶占處理器資源。這些最高優(yōu)先級線程通常被用來執(zhí)行一些關(guān)鍵性任務(wù)，如屏幕顯示；低優(yōu)先級線程需等待更長的時間才能有機(jī)會運(yùn)行，由于系統(tǒng)本身無法中止高優(yōu)先級線程的執(zhí)行，因此用到了優(yōu)先級校高的線程對象，那么最好不時讓這些線程放棄對處理器資源的控制權(quán)，以使其他線程能夠有機(jī)會運(yùn)行。4)運(yùn)行態(tài)線程已經(jīng)擁有了對處理器的控制權(quán)，其代碼目前正在運(yùn)行.這個線程將一直運(yùn)行直到運(yùn)行完畢，除非運(yùn)行過程的控制權(quán)被一優(yōu)先級更高的線程強(qiáng)占，線程在如下3種情形之下將釋放對處理囂的控制權(quán)●主動或被動地釋放對處理器資源的控制權(quán)，該線程必須再次進(jìn)入等待隊列，等待其他優(yōu)先級高或相等線程執(zhí)行完畢●睡眠一段確定的時間，不進(jìn)入等待隊列，這段確定的時間到期后，重新開始運(yùn)行●等持某一事件喚醒自己；5)阻塞態(tài)暫時這個線程將無法進(jìn)入就緒隊列，處于堵塞狀態(tài)的線程通常必須由某些事件才能喚醒.至于是何種事件，則取決于堵塞發(fā)生的原因，處于睡眠中的線程必須被堵塞一段固定的時間；被掛起、或處于消息等待狀態(tài)的線程則必須由一外來事件喚醒；6)就緒換出態(tài)已經(jīng)就緒的線程，由于SRAM空間不足，線程將被交換出SRAM，進(jìn)入到SDRAM中去，暫時不參與線程調(diào)度，直到SRAM空間足夠；7)阻塞換出態(tài)已經(jīng)被阻塞的線程，由于SRAM空間不足，將被交換出SRAM，進(jìn)入到SDRAM中去，暫時不參與線程調(diào)度，直到阻塞事件已經(jīng)完成，并且SRAM空間足夠；8)退出態(tài)表示線程已退出運(yùn)行狀態(tài)，并且不再進(jìn)入就緒隊列，其中原因可能是線程已執(zhí)行完畢且正常結(jié)束，也可能是該線程被另一線程或父進(jìn)程/線程所強(qiáng)行中斷。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種嵌入式SRAM操作系統(tǒng)線程實現(xiàn)和線程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方法。在嵌入式SRAM操作系統(tǒng)，鑒于操作系統(tǒng)位于SRAM中，資源有限，使用線程作為操作系統(tǒng)調(diào)度的基礎(chǔ)，進(jìn)程由線程構(gòu)成，是進(jìn)程中的一條執(zhí)行路徑，每個進(jìn)程內(nèi)允許包含多個并行執(zhí)行的路徑，這就是多線程。線程是系統(tǒng)進(jìn)行處理器調(diào)度的基本單位，同一個進(jìn)程中的所有線程共享進(jìn)程獲得的主存空間和資源，線程具有7個不同的狀態(tài)并且可以在狀態(tài)間進(jìn)行高效切換，可以充分利用SRAM的特點(diǎn)，對于利用嵌入式SRAM操作系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)資源處理具有特殊意義。
文檔編號G06F9/46GK1825286SQ20061005011
公開日2006年8月30日 申請日期2006年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月31日
發(fā)明者陳天洲, 胡威, 沙峰, 連毅 申請人:浙江大學(xué)