实验五时间片轮转调度汇总.docx

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实验五时间片轮转调度汇总

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

1、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。

2、实验环境

WindowsXP；TevationOSLab。

三、实验内容

1准备实验

按照下面的步骤准备实验：

1.启动OSLab。

2.新建一个EOSKernel项目。

如图1.

图1

3.在“项目管理器”窗口中双击Floppy.img文件，使用FloppyImageEditor工具打开此软盘镜像。

如图2。

图2

4.将本实验文件夹中的multi.exe文件添加到软盘镜像的根目录中。

如图3。

图3

5.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OSLab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：

1.按F7生成在3.1中创建的EOSKernel项目。

如图4。

图4

2.按F5启动调试。

如图5。

图5

3.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

1.代码修改完毕后，按F7生成EOS内核项目。

如图8。

图8

2.按F5启动调试。

如图9。

图9

3.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式：

BIT_TEST（PspReadyBitmap,PspCurrentThread->Priority）

BIT_TEST是一个宏定义函数，其定义参见inc/eosdef.h的第219行。

如果存在和被中断线程优先级相同的就绪线程，此函数返回非0（TURE），否则返回0（FALSE）。

变量PspReadyBitmap是32为就绪位图，其定义参见ps/sched.c的第28行。

●可以使用下面的代码将被中断线程转入就绪状态：

PspReadyThread（PspCurrentThread）;

函数PspReadyThread的定义参见ps/sched.c的第106行。

5修改线程的时间片大小

在你成功为EOS添加了时间片轮转调度算法后，可以按照下面的步骤修改时间片的大小：

1.在OSLab的“项目管理器”窗口中找到ps/psp.h文件，并双击打开此文件。

如图11。

图11

2.将ps/psp.h第104行定义的TICKS_OF_TIME_SLICE的值修改为1。

如图12。

图12

4.按F7生成EOS内核项目。

如图13。

图13

5.按F5启动调试。

如图14。

图14

3.在EOS控制台中输入“A:

\multi.exe”后按回车。

观察multi.exe执行的效果。

如图15。

图15

你还可以按照上面的步骤为TICKS_OF_TIME_SLICE取一些极端值，例如20和100等，分别观察multi.exe运行的效果。

通过分析造成运行效果不同的原因，理解时间片的大小对时间片轮转调度造成的影响。

以100为例，过程如下：

（1）修改TICKS_OF_TIME_SLICE的值为100。

如图16。

图16

（2）F7生成项目。

如图17。

图17

（3）F5调试。

如图18。

图18

4、实验结果与分析

1、实验中遇到的问题：

按F5启动调试之后，在EOS控制台中输入“A:

\multi.exe”后按回车。

没有出现如图19的结果.

图6

2、解决方案：

检查之后没有发现问题。

删除之前的内容，从头开始试验。

最后发现上次实验错误的原因是输入“A:

\multi.exe”有误，没有输入反斜杠“\”，修改之后，实验成功。