SylixOS线程创建的流程分析

Posted 2020-10-11

1. 概述

   本文档的主要内容是分析SylixOS线程创建的流程，详细介绍了SylixOS的线程创建函数API_ThreadCreate。

    

2. 环境和参数检查

   在SylixOS中，线程的创建函数不能在中断中调用。且在线程的创建时，系统会对线程的堆栈大小、优先级和名字等参数做有效性检查，一旦参数出错，则线程创建失败。当参数有效性检查完毕后，系统调用_Allocate_Tcb_Object函数，从空闲TCB控件池中取出一个空闲的TCB资源（TCB是线程控制块）。具体的代码实现如程序清单 2-1所示。

   程序清单 2-1线程创建的环境和参数检查

   
   

   /*********************************************************************************************************
   ** 函数名称: API_ThreadCreate
   ** 功能描述: 建立一个线程
   ** 输　入  : pcName             线程名
   **           pfuncThread        指线程代码段起始地址
   **           pthreadattr        线程属性集合指针
   **           pulId              线程生成的ID指针     可以为 NULL
   ** 输　出  : pulId              线程句柄             同 ID 一个概念
   *********************************************************************************************************/
   LW_API  
   LW_OBJECT_HANDLE  API_ThreadCreate (CPCHAR                   pcName,
                                       PTHREAD_START_ROUTINE    pfuncThread,
                                       PLW_CLASS_THREADATTR     pthreadattr,
                                       LW_OBJECT_ID            *pulId)
   {
       if (LW_CPU_GET_CUR_NESTING()) {                                     /*  不能在中断中调用            */
           return  (LW_OBJECT_HANDLE_INVALID);
       } 
       
       if (threadattrDefault.THREADATTR_stStackByteSize == 0) {
           threadattrDefault = API_ThreadAttrGetDefault();                 /*  初始化默认属性              */
       }
       
       if (pthreadattr == LW_NULL) {
           pthreadattr = &threadattrDefault;                               /*  使用默认属性                */
       }                                                                   /*  默认属性总是使用自动分配堆栈*/
       
   #if LW_CFG_ARG_CHK_EN > 0
       if (!pfuncThread) {                                                 /*  指线程代码段起始地址为空    */
           return  (LW_OBJECT_HANDLE_INVALID);
       }
       
       if (_StackSizeCheck(pthreadattr->THREADATTR_stStackByteSize)) {     /*  堆栈大小不正确              */
           return  (LW_OBJECT_HANDLE_INVALID);
       }
       
       if (_PriorityCheck(pthreadattr->THREADATTR_ucPriority)) {           /*  优先级错误                  */
           return  (LW_OBJECT_HANDLE_INVALID);
       }
   #endif
   
       if (_Object_Name_Invalid(pcName)) {                                 /*  检查名字有效性              */
           return  (LW_OBJECT_HANDLE_INVALID);
       }
       
       __KERNEL_MODE_PROC(
           ptcb = _Allocate_Tcb_Object();                                  /*  获得一个 TCB                */
       );
       
       if (!ptcb) {                                                        /*  检查是否可以建立线程        */
           return  (LW_OBJECT_HANDLE_INVALID);
       }

   
   

   
   

3. 安全模式

   如程序清单 3-1所示，在SylixOS中，系统对线程创建的环境和参数检查完毕后，会进入安全模式，安全模式的主要作用是保护主线程在创建新线程时不被删除。

   在第2小节中提到"当参数有效性检查完毕后，系统调用_Allocate_Tcb_Object函数，从空闲TCB控件池中取出一个空闲的TCB资源"，需要注意这里只是简单的获得一个TCB资源。当系统调用_TCBBuild函数，对TCB结构体的成员进行赋值后，才真正完成TCB的构建。

   程序清单 3-1线程创建的安全模式

    if (LW_SYS_STATUS_IS_RUNNING()) {
           _ThreadSafeInternal();                                          /*  进入安全模式                */
       }
       
       lib_bzero(&ptcb->TCB_pstkStackTop, 
                 sizeof(LW_CLASS_TCB) - 
                 _LIST_OFFSETOF(LW_CLASS_TCB, TCB_pstkStackTop));          /*  TCB 清零                    */
       
       ulIdTemp = _MakeObjectId(_OBJECT_THREAD, 
                                LW_CFG_PROCESSOR_NUMBER, 
                                ptcb->TCB_usIndex);                        /*  构建对象 id                 */
   
                                                                           /*  初始化堆栈，SHELL           */
       pstkFristFree = archTaskCtxCreate((PTHREAD_START_ROUTINE)_ThreadShell, 
                                         (PVOID)pfuncThread,               /*  真正的可执行代码体          */
                                         pstkTop, 
                                         pthreadattr->THREADATTR_ulOption);
       
       ulError = _TCBBuildExt(ptcb);                                       /*  首先先初始化扩展结构        */
       if (ulError) {
           iErrLevel = 2;
           _ErrorHandle(ulError);
           goto    __error_handle;
       }
       
       _TCBBuild(pthreadattr->THREADATTR_ucPriority,                       /*  构建 TCB                    */
                 pstkFristFree,                                            /*  空闲栈区地址                */
                 pstkTop,                                                  /*  主栈区地址                  */
                 pstkButtom,                                               /*  栈底                        */
                 pstkGuard,
                 pthreadattr->THREADATTR_pvExt,
                 pstkLowAddress,
                 stStackSize,                                              /*  相对于字对齐的堆栈大小      */
                 ulIdTemp,
                 pthreadattr->THREADATTR_ulOption,
                 pfuncThread,
                 ptcb,
                 pthreadattr->THREADATTR_pvArg);
   
       if (!(pthreadattr->THREADATTR_ulOption & 
             LW_OPTION_THREAD_INIT)) {                                     /*  非仅初始化                  */
           _TCBTryRun(ptcb);                                               /*  尝试运行新任务              */
       }
       
       if (pulId) {
           *pulId = ulIdTemp;                                              /*  记录 ID                     */
       }
       
       if (LW_SYS_STATUS_IS_RUNNING()) {
           _ThreadUnsafeInternal();                                        /*  退出安全模式                */
       }
       return  (LW_OBJECT_HANDLE_INVALID);
   }

   
   
   

   在安全模式中，当TCB构建完成后，会调用_TCBTryRun函数，尝试将新创建的线程加入候选表中。若候选表非空且新创建的线程优先级高于候选表里的线程时，会产生优先级卷绕。当CPU下次调度，检测到有优先级卷绕时，CPU会从就绪表中寻找一个最适合运行的线程去运行。

    

4. 免责声明

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