2021-09-26

嵌入式操作系统初探（二）

一：线程结构体包含内容

线程编号：唯一识别线程的编号
栈底指针和栈顶指针：栈底指针是线程的起始地址，栈顶指针用来索引栈中的内容。
线程的时间片长度和剩余节拍数：支持API的修改，可用于时间片调度。
线程的基本优先级和当前优先级：可用于优先级继承策略。
线程状态：方便事件的询问。
主函数入口:记录函数运行的位置
主函数参数:从外部引入参数，对参数进行判断。
线程节点：方便和其他线程联结组成线程队列。
线程队列指针：记录当前线程在线程队列中的位置 。

IPC结构体：记录包括信号量，互斥量，邮箱，消息队列，事件标记的信息
线程定时器：实现线程延时和阻塞时限的释放。
线程管理的授权节点：控制线程请求调度的时候有用。

二：线程的状态

休眠态：初始化线程后的状态，需要激活。
就绪态：状态良好，可以进行调度的状态。
阻塞态：条件不满足，需要等待条件满足继而进入就绪态的状态。
挂起态：被手动忍到一边，直到唤醒才可以参加调度的状态。
延时态：手动延时，一定时间后可以自动进入就绪态参与调度。

三：线程的栈，函数，数据，优先级

线程栈：分为内核栈和用户栈，两者可以共用。
线程函数：循环结构，可以带入参数。
线程数据：包括栈数据，全局数据（互斥访问），动态数据。

四：线程的队列

线程队列处于内核中，共包括线程就绪队列（1），线程阻塞队列（1），线程辅助队列（IPC个数）。
三种线程队列的基本结构：

PriorityMask用来记录不同优先级上是否有线程，Handle[]数组中的每个元素存放一个双向链表，每个链表上的所有线程优先级相同。

五：线程的调度

模型：主要是进出就绪队列时的调度和就绪队列内部的调度

六：线程的管理

初始化，激活和唤醒，挂起和唤醒，主动调度，延时，优先级管理，时间片管理，管理授权。
1.线程初始化：堆栈设置，时间片设置，优先级设置，编号设置，线程定时器设置，节点设置，IPC清空，加入辅助队列，设为休眠态。
2.线程激活：条件：休眠态，过程：队列变换，状态变换，检查优先级并申请占用内核。
3.线程休眠:条件：配置成可休眠状态，过程：变换队列，设置状态，检查是否为就绪态并申请退出内核，否则退出当前状态设置为休眠态。
4.线程挂起：条件：线程可以被挂起，过程变换队列，设置状态，检查是否为就绪态的当前线程并申请退出内核，否则退出当前状态设置为休眠态。
5.线程解挂：条件：挂起状态下，过程变换队列，设置状态，判断优先级并抢占内核线程。
6.线程延时：条件：就绪态，过程：变换队列，设置状态，启动定时器，判断是否为就绪当前线程并申请离开内核。
7.延时取消：条件：线程已经延时，过程：变换队列，设置状态，停止定时器，判断该线程是否优先级高于当前线程，申请调度。
8.主动调度：条件：支持主动放弃处理器并允许线程调度，过程：判断同优先级的存在，指针下移，申请调度。
9.优先级设定：条件：优先级可以被修改，过程：判断是否处于就绪态，若改变为最高优先级，并且最高优先级大于当前线程的优先级，申请线程调度。
10.时间片修改：条件：允许修改，过程：对新时间大于和小于老时间两种不同的情况分别处理。
11.守护线层：作用：初始化线程，定时器守护线程。

七：线程的应用

1.通过线程的主动调动完成小灯的亮灭
两个线程，每个线程都可以操作，延时，转让控制权，以此轮流控制实现亮灭。