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lab4 调度1

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前言：本次实验花了很多很多功夫和精力！并且自我思考了很多东西！本实验报告能充分体现出来！希望助教好好浏览~1.实验目的理解操作系统的调度管理机制熟悉 xv6 的

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Lab 4 调度

宁晨然 17307130178

前言：本次实验花了很多很多功夫和精力！并且自我思考了很多东西！

本实验报告能充分体现出来！希望助教好好浏览~

1.实验目的

理解操作系统的调度管理机制

熟悉 xv6 的系统调度器框架，以及缺省的 Round-Robin 调度算法

实现 Priority based scheduling 调度算法来替换缺省的调度算法

2.实验结果

2.1 RR

n = 16

2.2 PB

4*n = 16

3.实验过程

3.1 TODO 1 阅读代码

阅读

proc.c

中以下函数，分析函数的原理并解释函数的作用：

总体解释： proc.c 中存储的是关于进程的函数

3.1.1

sched()

作用：调度程序切换上下文

进入条件：

void

sched(void)

{

int intena;

struct proc *p = myproc();

if(!holding(&ptable.lock))

 panic("sched ptable.lock");

if(mycpu()->ncli != 1)

 panic("sched locks");

if(p->state == RUNNING)

 panic("sched running");

if(readeflags()&FL_IF)

 panic("sched interruptible");

intena = mycpu()->intena;

swtch(&p->context, mycpu()->scheduler);

mycpu()->intena = intena;

}

只持有进程表锁

当前进程状态非 RUNNING

不可打断状态

实现：

1. 检查： myproc() 获取当前进程。检查是否具有 ptable 锁、只获取了 ptable 锁（即深度为

1）、进程未在运行状态、不能被中断。

2. 保存：保存当前 intena

3. 切换上下文：将当前寄存器的值保存在栈中，切换到新栈区后，从栈中读出原来存放的寄存

器的值。保存当前进程 p->context 寄存器值，将新的内容，即存放在 cpu 调度程序

scheduler() 中的值切换进来，实现上下文切换。

4. 恢复

intena

：需要保存这个值，因为 intena 是内核线程中的参数，而不是当前 CPU 参数，

在 scheduler 的内核线程调度器中可能修改。

注意：

1. xv6 永远不会直接从一个进程上下文切换为下一个进程，是通过中间的内核线程实现的。

如

上

图

。

2. 内核调度器线程 swtch(&p->context,mycpu()->scheduler) 实现了将当前进程切换给

内核调度器线程，然后 scheduler() 函数是一个轮转的查找是否有就绪进程，并且一

直处于运转状态，初始化就绪进程后，在将上下文切换回给 p 。

3. 进程表的锁总是由旧进程获得，新进程释放，为了保证进程切换正常进行。并且在

scheduler 的外层循环需要打开进程表的锁，为了防止 CPU 闲置占用锁，导致死锁。

而且 scheduler() 打开了中断，也是为了防止进程等待IO的时候导致的死锁而无法中

断。

3.1.2

yield()

实质即 sched() 的复杂版本，在调度 sched() 之前满足了调度程序的两个条件，获得进程表锁且已经

修改了当前进程为就绪状态。

作用：放弃当前时间切片运行的进程

void

yield(void)

{

acquire(&ptable.lock); //DOC: yieldlock

myproc()->state = RUNNABLE;

sched();

release(&ptable.lock);

}

进入条件：时间切片结束，需要切换下一个进程

实现：

1. 请求进程表锁

2. 将当前进程状态切换成就绪

3. 上下文切换

4. 释放进程表锁

3.1.3

sleep()

睡眠操作是当前进程转换为睡眠状态并且调用调度程序释放CPU。需要先获取进程表锁，才能执行睡眠

操作，并且由于获取了锁，所以满足了 sched() 的条件，而不是使用yield调度。

作用：进程由于等待某个条件而让出CPU

进入条件：需要休眠进程

实现：

1. 检查是否有进程且持有锁；如果锁非进程表锁，申请进程表锁并释放当前锁。

2. 当前进程休眠，放在休眠链中。

3. 进程的 chan 值非0即在休眠链 chan 中，若为0则不在。

4. 切换上下文，切换出来的进程退出休眠链。

5. 如果之前释放了锁，再次请求锁。

3.1.4

wakeup()

void

sleep(void *chan, struct spinlock *lk)

{

struct proc *p = myproc();

if(p == 0)

 panic("sleep");

if(lk == 0)

 panic("sleep without lk");

if(lk != &ptable.lock){ //DOC: sleeplock0

 acquire(&ptable.lock); //DOC: sleeplock1

 release(lk);

}

p->chan = chan;

p->state = SLEEPING;

sched();

p->chan = 0;

if(lk != &ptable.lock){ //DOC: sleeplock2

 release(&ptable.lock);

 acquire(lk);

}

static void

wakeup1(void *chan)

{

struct proc *p;

for(p = ptable.proc; p < &ptable.proc[NPROC]; p++)

 if(p->state == SLEEPING && p->chan == chan)

  p->state = RUNNABLE;

}

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张盛锋

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