Windows CE 进程、线程和内存管理一

进程、线程、内存管理是一个内核最基本的服务，也是一个内核最主要的组成部分。这几方面的知识是一个软件开发人员必须掌握的基础知识。虽然一个人不懂这些知识也能编写简单的程序，但这样的程序只能算是皮毛。掌握了进程、线程和内存管理方面的知识，就能够充分利用操作系统内核提供的服务，提高你编写的软件的执行效率、更节省资源、更健壮。顺便说一下，在Windows CE.net下可以运行用Visual Studio.net开发的.net平台上运行的软件，但这样的软件是最上层的软件，离操作系统内核太远了。不但执行效率相对较低，而且还要把.net 框架加到内核中。所以在大多数情况下，EVC仍然是第一选择。
　　
　　图一 CE内核结构
　　一、进程和线程
　　1、概念：
　　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管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。注意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与低版本操作系统略有不同。这一点是从MSDN 的“Technical Articles”和“Knowledge Base”的文章中找到的，这的确让我费了一番功夫。在Windows CE.NET的帮助文件中只能找到和早期版本相同的说法，而“Technical Articles”和“Knowledge Base”中有几篇文章清楚的说明了Windows CE.NET 和低版本操作系统的不同。在低版本操作系统中，的确如上所说分为33个槽，Slot 0用于当前运行进程，共支持32个进程同时运行。而且所有DLL都加载到进程的地址空间。但Windows CE.NET下 Slot 1也用于当前进程（Slot 1只用于加载所有XIP DLL）。那么一个进程就不是占有32MB地址空间了，而是64MB。在讲解内存管理时我会具体讲解。
　　创建一个进程的API函数如下：
　　BOOL CreateProcess（LPCTSTR lpApplicationName， LPTSTR lpCommandLine，
　　LPSECURITY_ATTRIBUTES lpProcessAttributes，
　　LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes，
　　BOOL bInheritHandles，
　　DWORD dwCreationFlags，
　　LPVOID lpEnvironment，
　　LPCTSTR lpCurrentDirectory，
　　LPSTARTUPINFO lpStartupInfo，
　　LPPROCESS_INFORMATION lpProcessInformation ）;
　　Windows CE.NET不支持安全性、当前目录、继承性，所以这个函数很多参数都必须设为0或FALSE。具体第3、4、7、8、9设为0，第5设为FALSE。第1参数为应用程序名称，这个参数不能为NULL。如果只传递应用程序名称而没有指定路径，那么系统将先搜索Windows目录，接着搜索OEM指定的搜索路径。第2参数用于传递启动参数，必须为UNICODE码。第6参数为创建标志。可以为0（创建一个常规进程）、CREATE_SUSPENDED（启动后挂起）、DEBUG_PROCESS（用于创建这个进程的父进程调试用）、DEBUG_ONLY_THIS_PROCESS（不调试子进程）、CREATE_NEW_CONSOLE（控制台进程）。第10参数传递给它一个PROCESS_INFORMATION结构变量的地址。返回进程和主线程的句柄和ID。
　　终止一个进程最好是由WinMain函数返回。在主线程中调用ExitThread函数也可以。在当前进程终止另一个进程使用TerminateProcess函数。CE下的TerminateProcess函数要比其他Windows下TerminateProcess函数功能强大。CE下的TerminateProcess函数在使进程退出时，会通知每个加载的DLL并做出进程退出时该做的所有处理工作。
　　3、线程：
　　线程除了能够访问进程的资源外，每个线程还拥有自己的栈。栈的大小是可以调整的，最小为1KB或4KB（也就是一个内存页。内存页的大小取决于CPU），一般默认为64KB，但栈顶端永远保留2KB为防止溢出。如果要改变栈初始时大小，在EVC“Project”－“Settings”－“Link”链接选项“/STACK”后的参数中指定大小。其中参数1为默认大小，参数2为一个内存页大小，都用十六进制表示。如果将栈的初始值设置太小，很容易导致系统访问非法并立即终止进程。
　　线程有五中状态，分别为运行、挂起、睡眠、阻塞、终止。当所有线程全部处于阻塞状态时，内核处于空闲模式（Idle mode），这时对CPU的电力供应将减小。
　　创建一个线程的API函数如下：
　　HANDLE CreateThread（LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes，
　　DWORD dwStackSize，
　　LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress，
　　LPVOID lpParameter，
　　DWORD dwCreationFlags，
　　LPDWORD lpThreadId ）;