Диспетчеризация потоков на SMP.

 

 

Диспетчеризация потоков в Windows 2000 при однопроцессорной и многопроцессорной конфигурации.

Диспетчеризация (управление выполнением) потоков выполняется в соответствии с их приоритетами. В Windows 2000 предусмотрено 32 уровня приоритета – от 0 до 31. Эти значения группируются так:

- шестнадцать уровней реального времени (16–31);

- пятнадцать варьируемых (динамических) уровней (1–15);

- один системный уровень (0), зарезервированный для потока обнуления страниц (Zero page thread).

 

Сумма базового приоритет процесса (Pp) и относительного приоритета потока (Pt) называется базовым приоритетом потока (Ptb). При создании процесса первичный поток получает базовый приоритет процесса, однако имеет возможность его изменить (функция SetThreadPriority).

Формула 1. Базовый приоритет потока.

P_tb = P_p+P_t

Поток (Thread) – объект ядра, отвечающий за выполнение программного кода в процессе. При инициализации процесса система создаёт и его первичный поток. Первичный поток начинает своё выполнение с функции main (в консольных приложениях) или с WinMain (GUI-приложения) и существует до тех пор, когда main (WinMain) возвращает управление. Большинство процессов обходятся одним потоком, однако существует возможность создания новых потоков, которые будут выполнять программный код параллельно с первичным потоком. На многопроцессорных системах эти потоки будут работать действительно параллельно (под управлением Windows NT/2000); на системах с одним процессором, ОС будет последовательно переключать процессор между всеми запущенными потоками.

На уровне ОС поток представляется блоком потока с информационными структурами:

· идентификатор потока TID (Thread ID)

· стартовый адрес потока

· данные о стеках потока:

- пользовательского режима;

- режима ядра;

· информация о контексте потока

· информация для диспетчеризации

· время создания/завершения

· информация о локальной памяти потока (TLS).

 

Диспетчеризация (управление выполнением) потоков выполняется в соответствии с их приоритетами. В Windows 2000 предусмотрено 32 уровня приоритета – от 0 до 31. Эти значения группируются так:

- шестнадцать уровней реального времени (16–31);

- пятнадцать варьируемых (динамических) уровней (1–15);

- один системный уровень (0), зарезервированный для потока обнуления страниц (Zero page thread).

 

Приоритет каждого потока в Win32 АРI устанавливается, исходя из класса приоритета его процесса и относительного приоритета самого потока.

Комбинация базового приоритета процесса (Pp) и относительного приоритета потока (Pt) называется базовым приоритетом потока (Ptb). При создании процесса первичный поток получает базовый приоритет процесса, однако имеет возможность его изменить (функция SetThreadPriority).

Ptb = Pp+Pt

Переменные регистры микропроцессора, стеки и локальные области памяти называются контекстом потока. Информация о контексте различна на каждой аппаратной платформе, на которой может работать ОС. Контекст потока в Win32 представлен аппаратно-зависимой структурой CONTEXT, которая содержится в объекте ядра поток. IP и SP – два самых важных регистра в контексте потока: SP – указывает на стек потока, IP – на функцию потока.

Контекст отражает, во-первых, состояние аппаратуры компьютера в момент прерывания потока: значение счетчика команд, содержимое регистров общего назначения, режим работы процессора, флаги, маски прерываний и другие параметры. Во-вторых, контекст включает параметры операционной среды, а именно ссылки на открытые файлы, данные о незавершенных операциях ввода-вывода, коды ошибок выполняемых данным потоком системных вызовов и т.д.

Элементы структуры CONTEXT четко соответствуют регистрам процессора. Например, для процессоров x86 в число элементов входят Eax, Ebx, Ecx, Edx и т д., а для процессоров Alpha — IntVO, IntTO, IntT1, IntSO, IntRa, IntZero и др.