实验五-时间片轮转调度概要.doc

上海应用技术学院 程序设计语言实验报告 实验名称 时间片轮转调度 实验序号 实验五 实验日期 姓 名 学 号 指导教师 专 业 计算机科学与技术 班 级 成 绩 实验目的及要求 为EOS调度器添加时间片轮转调度算法，了解常用调度算法。 实验环境 Windows XP；Tevation OS Lab。 三、multi.exe文件添加到软盘镜像的根目录中。如图3。 图3 点击FloppyImageEditor工具栏上的保存按钮，关闭该工具。 2 阅读multi.exe的源代码 在本实验文件夹中找到multi.exe的源代码文件multi.c，使用OS Lab打开此文件，仔细阅读此文件中的源代码。在阅读的过程中需要注意下面的问题： 在main函数中使用ThreadFunction线程函数创建了23个新线程。这样在该应用程序创建的进程中，算上主线程后就会包括24个线程。 主线程会在控制台的第0行循环输出计数，其它的线程也会在控制台的对应行循环输出计数，这样就可以很方便的观察各个线程执行的情况。 各个线程在向控制台输出时使用“关中断”和“开中断”进行了互斥。原则上在应用程序中是不能使用“关中断”和“开中断”指令的，这里是为了保证各个线程不进行让权等待，保证实验的效果。 为了保证实验效果，所有的线程（包括主线程）都是死循环。也就是说所有的线程都不会结束执行。 3 执行multi.exe 按照下面的步骤执行multi.exe，查看其运行效果： 按F7生成在3.1中创建的EOS Kernel项目。如图4。 图4 按F5启动调试。如图5。 图5 在EOS控制台中输入“A:\multi.exe”后按回车。 在multi.exe开始执行后，观察其执行结果（如图6）会发现multi.exe的执行没有体现其源代码的设计意图。通过之前对multi.c的分析，multi进程中的24个线程应该在控制台对应的行中不停地输出字符。而这里只有主线程在运行，其它线程都没有运行。 图6 造成上述现象的原因是什么呢？因为进程内的所有线程在被创建时都采用了默认优先级8，这就造成这24个线程的优先级都是相同的。而此时EOS只实现了基于优先级的抢先式调度算法，还没有实现时间片轮转调度算法，所以至始至终都只有主线程在运行，其它具有相同优先级的线程都没有运行。 4 为EOS添加时间片轮转调度算法 4.1 要求 修改EOS内核项目ps/sched.c文件中的PspRoundRobin函数(第335行)，在其中实现时间片轮转调度算法。如图7。 图7 4.2 测试方法 代码修改完毕后，按F7生成EOS内核项目。如图8。 图8 按F5启动调试。如图9。 图9 在EOS控制台中输入“A:\multi.exe”后按回车。应能看到24个线程并发执行的效果，如图10。 图10 图2：进行时间片轮转调度时multi.exe的执行效果 图3：PspRoundRobin函数的流程图 4.3 提示 在EOS操作系统运行过程中，TCB指针变量PspCurrentThread始终指向当前线程。所以，当发生中断时，PspCurrentThread就指向被中断的线程。PspCurrentThread的定义参见ps/sched.c的第44行。TCB结构体定义参见ps/psp.h的第58行。 PspRoundRobin函数在被调用时，被中断线程（PspCurrentThread指向的线程）的状态可能已经改变（例如从运行状态转变为等待状态）。所以要先判断一下被中断线程是否仍处于运行状态，只有当被中断线程处于运行状态时才能进行时间片轮转调度。在PspRoundRobin中的第一行代码可以如下：if (NULL != PspCurrentThread Running == PspCurrentThread-State) { // 在此实现时间片轮转调度算法}线程状态的定义可以参见ps/psp.h的第93行。 PspRoundRobin函数具体的流程可以参考图3。 被中断线程所拥有的时间片保存在PspCurrentThread-RemainderTicks中。 重新为被中断线程分配时间片时，可以使用头文件ps/psp.h中第104行的宏定义TICKS_OF_TIME_SLICE，目前为6。注意，此宏定义表示每次给线程分配的时钟滴答（Tick）数量，多个时钟滴答组成了线程的时间片。时钟滴答的大小是由定时器中断的频率确定的，目前每秒触发100次定时器中断，所以每个时钟滴答的大小是10ms。 在检查是否存在和被中断线程优先级相同的就绪线程时，只需要扫描32位就绪位图即可。可以使用下面的代码作为判断语句中的布尔表达