3、轻量级MIPS多处理器的POSIX线程API实现

轻量级MIPS多处理器的POSIX线程API实现

1. 引言

在当今的嵌入式系统设计中，多处理器架构因其卓越的性能和灵活性而备受青睐。为了充分利用多处理器的优势，必须有一个高效的多线程操作系统内核。本文将探讨如何在一个基于MIPS R3000的多处理器架构上实现POSIX线程API，特别是使用虚拟通道接口（VCI）互连的实现。选择POSIX线程API的原因在于它是一个标准化且广泛应用的接口，适合嵌入式系统的需求。

选择POSIX线程API的理由

• 标准化 ：POSIX线程API是标准化的，广泛应用于多种计算机系统。
• 教学普及 ：在大学课程中广泛教授，许多应用程序开发者熟悉该API。
• 紧凑实现 ：根据1003.1c标准，对象数量较少，便于实现紧凑的内核。
• 跨平台兼容性 ：允许在同一应用程序代码下直接比较商业主机和多处理器平台的功能。

2. 目标架构和基本架构需求

2.1 目标架构

目标架构如图所示，使用一个或多个MIPS R3000作为CPU，并通过符合VCI标准的互连连接内存和专用硬件。MIPS R3000具备以下特性：
- 两个独立的缓存用于指令和数据。
- 直接映射缓存，类似于传统计算机的一级缓存。
- 写缓冲区在写命中时更新缓存，并采用写穿策略。
- 没有内存管理单元（MMU），逻辑地址即为物理地址。