Windows CE.NET是一个抢占多任务操作系统,抢占多任务又被称为调度。在调度过程中,内核的调度系统包含一个当前所有进程中线程的优先级列表,并对所有的线程按优先级排列顺序。当中断发生时,调度系统重新安排所有线程的排列顺序。
一个进程是一个正运行的应用程序的实例。它由两个部分组成:一个是操作系统用来治理这个进程的内核对象。另一个是这个进程拥有的地址空间。这个地址空间包含应用程序的代码段、静态数据段、堆、栈,非Xip(Execute In Place)DLL。从执行角度方面看,一个进程由一个或多个线程组成。一个线程是一个执行单元,它控制CPU执行进程中某一段代码段。一个线程可以访问这个进程中所有的地址空间和资源。一个进程最少包括一个线程来执行代码,这个线程又叫做主线程。
2、进程:
Windows CE.NET最多支持32个进程同时运行。这是由整个系统分配给所有进程的总地址空间决定的。低于Windows CE 4.0版本(也就是低于.NET的版本)的CE操作系统,总进程空间从0x0000 0000到0x4200 0000 ,每32MB地址空间为一个槽(Slot),共33个槽。当一个进程启动时,内核选择一个没有被占用的槽作为这个进程的地址空间。其中0x0000 0000到0x01FF FFFF这个槽称为Slot 0。每个进程在即将得到CPU控制权时,将整个地址映射到Slot 0。这个进程在帮助文档中称为当前运行进程(currently running PRocess)。分配一个槽后,内核在这个槽内按由低地址到高地址顺序为代码段、静态数据段分配足够的地址空间,然后是堆、栈,栈之后的空间为所有 DLL保留,包括XIP和非XIP DLL。注重Slot 0最底部64KB是永远保留的。从Slot 1 到 Slot32 为进程使用。前几个槽一般为系统程序使用。如filesys.exe、device.exe、gwes.exe等。
Windows CE.NET不像其他Windows操作系统将进程分为不同的优先级类,Windows CE.NET只将线程分为256个优先级。0优先级最高,255最低,0到248优先级属于实时性优先级。0到247优先级一般分配给实时性应用程序、驱动程序、系统程序。249到255优先级中,251优先级(THREAD_PRIORITY_NORMAL)是正常优先级。255优先级(THREAD_PRIORITY_IDLE)为空闲优先级。249优先级(THREAD_PRIORITY_HIGHEST)是高优先级。248到255优先级一般分配给普通应用程序线程使用。具体分段见下表:
优先级范围分配对象 0-96高于驱动程序的程序 97-152 基于Windows CE的驱动程序 153-247低于驱动程序的程序 248-255 普通的应用程序 Windows CE.NET操作系统具有实时性,所以调度系统必须保证高优先级线程先运行,低优先级线程在高优先级线程终止后或者阻塞时才能得到CPU时间片。而且一旦发生中断,内核会暂停低优先级线程的运行,让高优先级线程继续运行,直到终止或者阻塞。具有相同优先级的线程平均占有CPU时间片,当一个线程使用完了CPU时间片或在时间片内阻塞、睡眠,那么其他相同优先级的线程会占有时间片。这里提到的CPU时间片是指内核限制线程占有CPU的时间,默认为100ms。OEM可以更改这个值,甚至设置为0。假如为0,当前线程将一直占有CPU,直到更高优先级线程要求占有CPU。这个调度算法似乎是很有效、很完美,但却存在着一种情况,当这种情况发生时程序会死锁。举例来说:一个应用程序包含两个线程,线程1是高优先级,线程2是低优先级,当线程1运行过程中处于阻塞时,线程2得到时间片,线程2这次进入了一个临界区,我们都知道临界区内的资源是不会被其它线程访问的,当线程2正运行时,线程1已经从阻塞状态转变为运行状态,而这次线程1却要访问线程2的资源,这个资源却被临界区锁定,那么线程1只能等待,等待线程2从临界区中运行结束并释放资源的独占权。但是线程2却永远不会得到时间片,因为CE保证高优先级线程会先运行。这时程序就会处于死锁状态。当然系统不会死锁,因为还有更高优先级的线程、驱动程序在运行。对于这种情况,CE采取优先级转换的办法来解决。就是当发生这种情况时,内核将线程2的优先级提高到线程1的优先级水平。这样线程2就可以执行完临界区代码了,线程1也就能够访问资源了。然后内核再恢复线程2原来的优先级。