[发明专利]嵌入式SRAM操作系统线程实现和线程状态转换的方法

摘要

本发明提供了一种嵌入式SRAM操作系统线程实现和线程状态转换的方法。在嵌入式SRAM操作系统，鉴于操作系统位于SRAM中，资源有限，使用线程作为操作系统调度的基础，进程由线程构成，是进程中的一条执行路径，每个进程内允许包含多个并行执行的路径，这就是多线程。线程是系统进行处理器调度的基本单位，同一个进程中的所有线程共享进程获得的主存空间和资源，线程具有7个不同的状态并且可以在状态间进行高效切换，可以充分利用SRAM的特点，对于利用嵌入式SRAM操作系统进行系统资源处理具有特殊意义。

主权项

1、一种嵌入式SRAM操作系统线程实现和线程状态转换的方法，其特征在于：1)线程状态定义进程由线程构成，是进程中的一条执行路径，每个进程内允许包含多个并行执行的路径，这就是多线程。线程是系统进行处理器调度的基本单位，同一个进程中的所有线程共享进程获得的主存空间和资源，一个线程具有：●创建态：对应于线程刚刚被创建和进入到SRAM中的状态；●运行态：线程占有处理器正在运行；●就绪态：线程位于SRAM中，具备运行条件，等待系统分配处理器以便运行；●阻塞态：线程位于SRAM中，不具备运行条件，正在等待某个事件的完成；●就绪换出态和阻塞换出态：由于SRAM空间不足，线程将被交换出SRAM，进入到SDRAM中去，暂时不参与线程调度；●退出态：线程结束，退出SRAM，以后不再执行。在多线程环境中，仍然有与进程相关的是进程控制块PCB，Process ControlBlock和用户地址空间，而每个线程则存在独立堆栈，以及包含寄存器信息、优先级、其它有关状态信息的线程控制块。线程之间的关系较为密切，一个进程中的所有线程共享其拥有的状态和资源，它们驻留在相同的地址空间，可以存取相同的数据；2)创建态当一个新进程被生成后，该进程的一个线程也就被创建。此后，该进程中的一个线程可以创建同一进程中的其它线程，并为新线程提供指令计数器和变量，一个新线程还将被分配寄存器上下文和堆栈空间，并将其加入就绪队列；3)就绪态线程位于SRAM中，具备运行条件，等待系统分配处理器以便运行，处于就绪状态的线程事实上已被调度，已经被放到某一队列等待执行，处于就绪状态的线程何时可真正执行，取决于线程优先级以及队列的当前状况，线程的优先级如果相同，将遵循“先来先服务”的调度原则；线程依据自身优先级进入等待对列的相应位置，某些系统线程具有最高优先级、这些最高优先级线程一旦进入就绪状态，将抢占当前正在执行的线程的处理器资源，当前线程只能重新在等待队列寻找自己的位置。某些具有最高优先级的线程执行完自己的任务之后，将调用sleep()、wait()、suspend()方法，睡眠一段时间，等待被某一事件唤醒。一旦被唤醒，这些线程就又开始抢占处理器资源。这些最高优先级线程通常被用来执行一些关键性任务，如屏幕显示；低优先级线程需等待更长的时间才能有机会运行，由于系统本身无法中止高优先级线程的执行，因此用到了优先级校高的线程对象，那么最好不时让这些线程放弃对处理器资源的控制权，以使其他线程能够有机会运行。4)运行态线程已经拥有了对处理器的控制权，其代码目前正在运行.这个线程将一直运行直到运行完毕，除非运行过程的控制权被一优先级更高的线程强占，线程在如下3种情形之下将释放对处理嚣的控制权：●主动或被动地释放对处理器资源的控制权，该线程必须再次进入等待队列，等待其他优先级高或相等线程执行完毕●睡眠一段确定的时间，不进入等待队列，这段确定的时间到期后，重新开始运行●等持某一事件唤醒自己；5)阻塞态暂时这个线程将无法进入就绪队列，处于堵塞状态的线程通常必须由某些事件才能唤醒.至于是何种事件，则取决于堵塞发生的原因，处于睡眠中的线程必须被堵塞一段固定的时间；被挂起、或处于消息等待状态的线程则必须由一外来事件唤醒；6)就绪换出态已经就绪的线程，由于SRAM空间不足，线程将被交换出SRAM，进入到SDRAM中去，暂时不参与线程调度，直到SRAM空间足够；7)阻塞换出态已经被阻塞的线程，由于SRAM空间不足，将被交换出SRAM，进入到SDRAM中去，暂时不参与线程调度，直到阻塞事件已经完成，并且SRAM空间足够；8)退出态表示线程已退出运行状态，并且不再进入就绪队列，其中原因可能是线程已执行完毕且正常结束，也可能是该线程被另一线程或父进程/线程所强行中断。