基于nachos线程工作机制与系统调用及多道程序分析.docVIP

操作系统课程设计 专业名称：_软件工程______________________ 操作系统课程设计 ——基于nachos的课程设计 主要完成工作：阅读代码，完成基于线程优先级调度，多道程序设计，完成小组课程设计报告 基于线程优先级调度部分 一、问题分析及工作原理 线程运行机制图： Thread::Yield()Thread::Thread() Thread::Yield() Thread::Thread() Thread::Fork()Thread *Scheduler:: Thread::Fork() Thread *Scheduler:: FindNextToRun () call Scheduler::ReadyToRun voidThread::Sleep(bool finishing) voidThread::Sleep (bool finishing) Ready Ready Scheduler::Run Running (Thread *nextThread, Yield () Running bool finishing) voidThread::Sleep Scheduler:: (bool finishing) ReadyToRun (Thread *thread) Blocked Blocked 进程的基本状态：就绪，运行，阻塞 进程程的基本操作：创建，阻塞，唤醒 Fork方法调用 StackAllocate，分配一块固定大小的内存作为线程的堆栈，设置栈首指针，线程准备好运行后进行线程切换，会切换到ThreadRoot函数。ThreadRoot函数将会开中断，并调用func(arg)成为一个独立的调度单位。然后设置PC指针，从ThreadRoot开始运行，初始化宿主机寄存器，为ThreadRoot作好准备，ThreadRoot将分别调用InterruptEnable， func(arg)和ThreadFinish。Yield方法用于本线程放弃处理机。Sleep方法可以使当前线程转入阻塞态，并放弃CPU，直到被另一个线程唤醒，把它放回就绪线程队列。如果没有就绪线程时，就把时钟前进到一个中断发生的时刻，让中断发生并处理此中断，这是因为在没有线程占用CPU时，只有中断处理程序可能唤醒一个线程，并把它放入就绪线程队列。 Scheduler类用于实现线程的调度。它维护一个就绪线程队列，当一个线程可以占用处理机时，就可以调用ReadyToRun方法把这个线程放入就绪线程队列，并把线程状态改成就绪态。FindNextToRun方法根据调度策略，取出下一个应运行的线程，并把这个线程从就绪线程队列中删除。如果就绪线程队列为空，则此函数返回空(NULL)。现有的调度策略是先进先出策略(FIFO) 二、算法思想设计： 为线程（Thread）添加priority属性，用来描述每个线程的优先级，并在线程创建时设置或创建后修改线程的优先级，加入就绪队列（readyList）时，先比较当前线程和就绪队列里的线程的优先级，优先级高的插入在前面，如果优先级相同，则两个线程按先后顺序排列，相当与先来先服务（FCFS），这样，当CPU空闲时需要从就绪队列取出一个线程时，取出的总是优先级最高的线程。 三、详细设计及关键代码分析： 首先，为线程（Thread）添加priority属性，用来描述每个线程的优先级，并添加int setpriority()设置进程优先级和getpriority（）获得线程优先级的函数，并增加新的构造函数Thread(char* threadName ,int prio) //Thread.h //添加了priority属性以及getPriority()和setpriority() //添加了新的构造函数Thread(char* threadName ,int prio) //thread.cc //在原来的构造函数Thread（char *threadName）中设置默认优先级为最高（0） //新的构造方法Thread(char* threadNa