本篇說(shuō)清楚CPU
cpu是負(fù)責(zé)執(zhí)行指令的,誰(shuí)能給它指令?是線程(也叫任務(wù)), 任務(wù)是內(nèi)核的調(diào)度單元,調(diào)度到哪個(gè)任務(wù)CPU就去執(zhí)行哪個(gè)任務(wù)的指令. 要執(zhí)行指令就要有個(gè)取指令的開(kāi)始地址. 開(kāi)始地址就是大家所熟知的main函數(shù).一個(gè)程序被加載解析后內(nèi)核會(huì)在ELF中找到main函數(shù)的位置,并自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)線程,指定線程的入口地址為main函數(shù)的地址,由此開(kāi)始了取指,譯指,執(zhí)指之路.
多線程內(nèi)核是怎么處理的? 一樣的, 以JAVA舉例,對(duì)內(nèi)核來(lái)說(shuō) new thread中的run() 函數(shù) 和 main() 并沒(méi)有區(qū)別. 都是一個(gè)線程(任務(wù))的執(zhí)行入口. 注意在系列篇中反復(fù)的說(shuō)任務(wù)就是線程,線程就是任務(wù),它們是一個(gè)東西在不同層面上的描述.對(duì)應(yīng)用層說(shuō)線程,對(duì)內(nèi)核層說(shuō)任務(wù). 有多少個(gè)線程就會(huì)有多少個(gè)入口,它們統(tǒng)一接受調(diào)度算法的調(diào)度, 調(diào)度算法只認(rèn)優(yōu)先級(jí)的高低,不會(huì)管你是main() 還是 run() 而區(qū)別對(duì)待.
定時(shí)器的實(shí)現(xiàn)也是通過(guò)任務(wù)實(shí)現(xiàn)的,只不過(guò)是個(gè)系統(tǒng)任務(wù)OsSwtmrTaskCreate,優(yōu)先級(jí)最高,和入口地址OsSwtmrTask由系統(tǒng)指定.
所以理解CPU就要先理解任務(wù),任務(wù)是理解內(nèi)核的主線,把它搞明白了分析內(nèi)核就輕輕松松,事半功倍了.看似高深的CPU只不過(guò)是摟草打兔子.
不相信?那就看看內(nèi)核對(duì)CPU是怎么描述的吧.本篇就圍繞這個(gè)結(jié)構(gòu)體展開(kāi)說(shuō).
#內(nèi)核如何描述CPU?
結(jié)構(gòu)體不復(fù)雜,但很重要,一個(gè)一個(gè)掰開(kāi)了說(shuō).
taskSortLink是干什么用的? 一個(gè)任務(wù)在運(yùn)行過(guò)程中,會(huì)經(jīng)常會(huì)主動(dòng)或被動(dòng)中斷,而進(jìn)入等待狀態(tài).主動(dòng)中斷情況, 例如:主動(dòng)delay300毫秒,這是應(yīng)用層很常見(jiàn)的操作.被動(dòng)中斷情況, 例如:申請(qǐng)互斥鎖失敗,等待某個(gè)事件發(fā)生 等等. 發(fā)生這些情況時(shí)任務(wù)將被掛到taskSortLink上.
`OsAdd2SortLink`,將任務(wù)掛到排序鏈表上,因等待時(shí)間不一樣,所以內(nèi)核會(huì)對(duì)這些任務(wù)按時(shí)間長(zhǎng)短排序.
定時(shí)器相關(guān)三個(gè)變量,在系列篇定時(shí)器機(jī)制篇中已有對(duì)定時(shí)器的詳細(xì)描述,可前往查看.
搞明白定時(shí)器的機(jī)制只需搞明白: 定時(shí)器(SWTMR_CTRL_S),定時(shí)任務(wù)(swtmrTaskID),定時(shí)器響應(yīng)函數(shù)(SwtmrHandlerItem),定時(shí)器處理隊(duì)列swtmrHandlerQueue 四者的關(guān)系就可以了. 一句話概括:定時(shí)任務(wù)swtmrTaskID是個(gè)系統(tǒng)任務(wù),優(yōu)先級(jí)最高,它循環(huán)讀取隊(duì)列swtmrHandlerQueue中的已到時(shí)間的定時(shí)器(SWTMR_CTRL_S),并執(zhí)行定時(shí)器對(duì)應(yīng)的響應(yīng)函數(shù)SwtmrHandlerItem.
idleTaskID空閑任務(wù),注意這又是個(gè)任務(wù),每個(gè)cpu核都有屬于自己的空閑任務(wù),cpu沒(méi)事干的時(shí)候就待在里面.空閑任務(wù)長(zhǎng)什么樣?Look!
taskLockCnt 這個(gè)很簡(jiǎn)單,記錄等鎖的任務(wù)數(shù)量.任務(wù)在運(yùn)行過(guò)程中優(yōu)先級(jí)是會(huì)不斷地變化的, 例如 高優(yōu)先級(jí)的A任務(wù)在等某鎖,但持有鎖的一方B任務(wù)優(yōu)先級(jí)低,這時(shí)就會(huì)調(diào)高B的優(yōu)先級(jí)至少到A的等級(jí),提高B被調(diào)度算法命中的概率,如此就能快速的釋放鎖交給A運(yùn)行.taskLockCnt記錄被CPU運(yùn)行過(guò)的正在等鎖的任務(wù)數(shù)量.schedFlag 調(diào)度的標(biāo)簽.
調(diào)度并不是每次都能成功的,在某些情況下內(nèi)核會(huì)阻止調(diào)度進(jìn)行.例如:OS_INT_ACTIVE硬中斷發(fā)生的時(shí)候.
excFlag標(biāo)識(shí)CPU的運(yùn)行狀態(tài),只在多核CPU下可見(jiàn).
以上為內(nèi)核對(duì)CPU描述的全貌,不是很復(fù)雜.
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