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1、重 庆 大 学学 生 实 验 报 告实验课程名称 操作系统原理 开课实验室 DS1501 学 院 软件学院 年级 2013 专业班 软件工程2 班 学 生 姓 名 胡其友 学 号 20131802 开 课 时 间 2015 至 2016 学年第 一 学期总 成 绩教师签名洪明坚软件学院制操作系统原理实验报告 开课实验室： 年 月 日学院软件学院年级、专业、班2013级软件工程2班姓名胡其友成绩课程名称操作系统原理实验项目名 称指导教师洪明坚教师评语教师签名：洪明坚年 月 日1实验目的： 随机生成3组非负整数列表，然后创建3个线程，分别用3种不同的排序算法对列表进行排序 如何生成随机数？ Ste
2、p1：void srand(uint32_t seed) seed是随机数的种子，建议用实验（一）中实现的系统调用“time_t time(time_t *loc)” srand(time(NULL) Step2：多次调用“uint32_t random()”获得随机数 进入图形模式，沿垂直方向把屏幕分成3个区域，每个排序线程用一个区域，动态显示排序过程，运行效果如这里所示。 如何进入图形模式？ Step1：调用listGraphicsModes()输出系统支持的图形模式 该函数必须在文本模式下运行，才能看到结果 Step2：选择一个模式，调用initGraphics(int mode)进入图
3、形模式 如何获取屏幕的分辨率？ 水平：g_mib.XResolution 垂直：g_mib.YResolution 如何打点？ void setPixel(int x, int y, COLORREF cr); (x, y)是点坐标 cr是颜色，用宏定义RGB(r,g,b)生成，其中r,g,b的取值范围都是0-255 如何从cr中取出r,g,b？用getXValue(cr)，其中X=R,G,B 如何退出图形模式？ int exitGraphics();2实验内容： 实现静态优先级调度算法 修改task.c中的函数schedule，实现静态优先级调度 在“struct tcb”中增加线程的静态优
4、先级属性nice 一定要加在kstack字段之后！ 在函数sys_task_create中初始化nice=0 nice是整数，取值范围-NZERO, NZERO-1，值越小优先级越高 #define NZERO 20 函数schedule被调用时，CPU的中断已经被关闭 线程0（task0，它的ID=0）是一个特殊的线程，仅当没有其他可运行的线程时，才能调度task0运行！ 实现静态优先级调度算法（续） 增加系统调用 int getpriority(int tid) 成功返回（nice+NZERO），失败返回-1 int setpriority(int tid, int prio) 把线程ti
5、d的nice设为(prio-NZERO) prio必须在0,2*NZERO-1 成功返回0，失败返回-1 注意 如果tid=0，表示获取/设置当前线程的nice值，而不是task0！ 在调用函数“struct tcb *get_task(int tid)”获取struct tcb指针时，一定要用save_flags_cli/restore_flags保护起来 uint32_t flags; struct tcb *tsk; save_flags_cli(flags); tsk = get_task(tid); restore_flags(flags);3实验步骤： 实现动态优先级调度算法 在“
6、struct tcb”中，再增加两个属性 estcpu：表示线程最近使用了多少CPU时间 在函数sys_task_create中初始化estcpu=0 每次定时器中断时：g_task_running-estcpu+，task0除外！ 每秒钟为所有线程（运行、就绪和等待）更新一次 priority：表示线程的动态优先级 priority = PRI_USER_MAX-(estcpu/4)-(nice*2) 取值范围从0(PRI_USER_MIN)到127(PRI_USER_MAX) 值越大优先级越高 每次调度前，先计算所有线程的priority，再调度 实现动态优先级调度算法（续） 增加一个全局
7、属性 g_load_avg：表示系统的平均负荷 初值为零，每秒钟更新一次 g_load_avg=(59/60) g_load_avg+(1/60) nready nready表示处于就绪状态的线程个数，task0除外！ 属性计算 g_load_avg 和线程的estcpu：在定时器的中断处理函数（ISR）中计算 文件timer.c中的函数isr_timer 如何每隔一秒计算一次？ (g_timer_ticks % HZ) =0，表示1秒钟已经过去 否则，还不到1秒钟 函数isr_timer被调用时，CPU的中断已经被关闭 线程的priority：在函数schedule中，调度之前计算，然后基于
8、priority进行调度 效率问题 nice ，priority和nready都是整数 效率不是问题 g_load_avg 和estcpu是实数 浮点(float-point)表示：精度高，效率低！ 定点(fixed-point)表示：精度低，效率高！ 文件fixedptc.h中定义了定点数的类型fixedpt及其运算 如何显示fixedpt类型变量的值，比如g_load_avg？char num20; fixedpt_str(g_load_avg, num, -2); printk(g_load_avg = %srn, num); 定点数的运算 g_task_running-estcpu+g
9、_task_running-estcpu = fixedpt_add(g_task_running-estcpu, FIXEDPT_ONE); g_load_avg = (59/60)*g_load_avg+(1/60)*nreadyfixedpt r59_60 = fixedpt_div(fixedpt_fromint(59), fixedpt_fromint(60);fixedpt r01_60 = fixedpt_div(FIXEDPT_ONE, fixedpt_fromint(60);g_load_avg = fixedpt_add(fixedpt_mul(r59_60, g_load
10、_avg), fixedpt_mul(r01_60, fixedpt_fromint(nready); priority = PRI_USER_MAX-(estcpu/4)-(nice*2)priority = PRI_USER_MAX - fixedpt_toint(fixedpt_div(estcpu, fixedpt_fromint(4) - p-nice*2; 定点数的运算4实验报告：动态优先级调度算法while(select!=NULL)select-priority=127 - fixedpt_toint(fixedpt_div(select-estcpu, fixedpt_fro
11、mint(4) - select-nice*2;if(select-tid != 0) & (select-state = TASK_STATE_READY) if(my_select-prioritypriority) my_select=select; else if(my_select-tid=0) my_select=select; select=select-next; if(my_select=g_task_running) if(my_select-state = TASK_STATE_READY) return; my_select = task0; /printk(0x%d
12、- 0x%drn, (g_task_running = NULL) ? -1 : g_task_running-tid, select-tid); g_resched = 0; switch_to(my_select);静态优先级调度算法void schedule()struct tcb *select = g_task_head;struct tcb *my_select=g_task_running;while(select!=NULL)if(select-tid != 0) & (select-state = TASK_STATE_READY)/if(my_select=NULL) my_select=select; continue;if(select-nicenice)my_select=select;if(my_select-tid=0)my_select=select;select=select-next; if(my_select=g_task_running) if(g_task_running-state = TASK_STATE_READY) return; my_select = task0; g_resched = 0; switch_to(my_select);
