1---17030140015+党奇伟+西电计算机操作系统课程设计实验一Alar-clock2.doc

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.76M 资料格式：doc 举报版权申诉

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一、实验内容

重新修改代码，并重新编写timer_sleep()函数，使得“忙等待”不会发生

二、分析及设计

三、详细实现

四、实验结果

五、心得体会

参考文献

[1]老师提供的关于pintos的PDF文档

西安电子科技大学操作系统课程设计 (2019 年度) 实验报告实验名称： Alarm-Clock 班姓学级：名：号： 1703014 党奇伟 17030140015

计算机科学与技术学院《操作系统课程设计》实验报告一、实验内容重新修改代码，并重新编写timer_sleep()函数，使得“忙等待”不会发生二、分析及设计 Timer_sleep 函数原型： Void timer_sleep (int64_t ticks) { //ticks是等待时长 int64_t start = timer_ticks (); //记录初始时间 ASSERT (intr_get_level () == INTR_ON); while(timer_elapsed(start) =ticks则返回。 thread_yield (); //否则就继续占用 CPU不放。 } Timer_sleep函数利用忙等待的方法，用一个while循环不断地请求CPU来判断是否经过了足够的时间长度。如果elapse足够的时间长度后则返回。 timer_interrupt 函数原型 static void timer_interrupt (struct intr_frame *args UNUSED){//UNUSED是一个宏，表示参数没用 enum intr_level old_level; //和先前一样，记录原来的中断状态 old_level=intr_disable(); //forreach函数要求关中断。 ticks++; thread_foreach (block_check, 0); intr_set_level (old_level); //恢复中断 thread_tick (); //交给操作系统出发中断并且调度新的线程进驻 CPU。

计算机科学与技术学院《操作系统课程设计》实验报告 } pintos在每次时间中断时（即每一个时间单位（ticks））调用一次 timer_interrupt，将 CPU强制交换操作系统，即返还内核状态。 timer_sleep()中执行while()循环实现，当前时间若不满足挂起的时间要求，则调用thread_yield()函数继续循环，如果满足则直接压入就绪队列。实际上只存在两个态，Running和Ready，并没有真正意义上的睡眠与唤醒如图： Running Ready 由于在 while() 循环中，一直会进行 thread_yield() 操作。而在在代码 thread_yield()函数的注释中可以看到： /* Yields the CPU. The current thread is not put to sleep and may be scheduled again immediately at the scheduler's whim. */ 这也验证上面所说的线程并没有真正进入睡眠，且该线程有可能又一次立即被调度，这样的结果就是产生了忙等待。解决：在 timer_sleep()函数中使线程进入 Block（阻塞）态。系统运行一段时间后，睡眠时间到，再对该线程进行唤醒，从 Block 态转入 Ready 态。改造后的机制为如图。即在 timer_sleep（函数中让该进程暂时阻塞（调用 thread_block()），

计算机科学与技术学院《操作系统课程设计》实验报告然后过了 ticks个时间段后再把它加回到 ready queue 中。因为每一次时间中断的时候恰好是 ticks 加一的时候，因此我们可以改进 timer_interrup()函数，使得系统每次调用他的时候都检查一下我的这个进程是否已经等待了足够长得时间了。如果还没有够，则不管它，如果已经足够长了，则调用 Running Block Ready thread_unblock()函数将它召唤回 ready_queue 中。三、详细实现 1、重新实现thread.h, 在struct_thread结构体中添加一个新的成员变量 ticks_blocked用来记录 thread被阻塞了多久 2、重新实现thread.c，重新实现 thread_create函数，使得ticks_blocked初始化为0。

计算机科学与技术学院《操作系统课程设计》实验报告 3、打开 timer.c文件，重新实现 timer_sleep 函数和 timer_interrup 函数重新实现时钟中断处理函数，加入线程sleep时间的检测

计算机科学与技术学院《操作系统课程设计》实验报告 4、在 thread.c 文件中添加上面 timer_interrupt 函数中用到的函数 checkInvokd 函数，并在thread.h中添加相关声明，检查调用情况。四、实验结果

计算机科学与技术学院《操作系统课程设计》实验报告此时共有7个测试通过。五、心得体会通过这次实验，我充分地体会到了实践的重要性，同时也深刻地理解了课本所学知识要应用到实践性的课程设计中的不容易。在整个的程序编写中，曾出现过几次语法错误，让我有所迷茫，但是经过一番修改和同学们的悉心解答后，我终于改好了代码，并实现了功能。通过实验，我这次体会到了运行、阻塞、就绪机制的配合和相互作用在实践中的运用，将《操作系统》课程中的相关知识做了很好的巩固和提升。这次试验受益匪浅，感谢老师、感谢学院安排的相关课程。参考文献 [1]老师提供的关于pintos的PDF文档

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