在NachOS-4.1中(1)在NachOS线程描述中增加调度优先级的数据成员,并完善就绪队列管理的成员方法; (2)实现基于优先级的FCFS调度; (3)调度时,线程的产生和调度须同时进行,并且要构建它们的线程家族树。在那个文件修改,怎么修改,如何输出,代码怎么写

时间: 2024-05-13 16:18:35 浏览: 61
在NachOS-4.1中,需要修改的文件是threads/thread.h和threads/thread.cc。 首先,在thread.h中,需要添加一个名为priority的数据成员,用于存储线程的优先级: ``` class Thread { private: // ... int priority; // 线程的优先级 // ... }; ``` 然后,在thread.cc中,需要实现就绪队列的管理成员方法,包括线程的插入、删除和查找操作。这里我们使用一个数组readyList来表示就绪队列,每个元素表示一组具有相同优先级的就绪线程: ``` static List<Thread *> *readyList; // 就绪队列数组 void Thread::InsertToReadyList() { // 根据线程的优先级找到对应的就绪队列 List<Thread *> *queue = readyList[priority]; // 将线程插入到就绪队列的末尾 queue->Append(this); } void Thread::RemoveFromReadyList() { // 根据线程的优先级找到对应的就绪队列 List<Thread *> *queue = readyList[priority]; // 将线程从就绪队列中删除 queue->Remove(this); } Thread *Thread::FindNextToRun() { // 从优先级最高的就绪队列开始查找 for (int i = 7; i >= 0; i--) { List<Thread *> *queue = readyList[i]; if (!queue->IsEmpty()) { // 返回队列中的第一个线程 return queue->RemoveFront(); } } return NULL; } ``` 在实现基于优先级的FCFS调度时,可以在系统初始化时为每个就绪队列创建一个列表,并将其保存到readyList数组中。然后,在scheduler.cc中,需要修改Scheduler::Run()方法,以便在线程调度时选择优先级最高的就绪线程: ``` void Scheduler::Run (Thread *nextThread) { Thread *oldThread = currentThread; ASSERT(kernel->interrupt->getLevel() == IntOff); if (nextThread != NULL) { readyList->Remove(nextThread); nextThread->setStatus(RUNNING); } currentThread = nextThread; currentThread->numInstr = 0; if (oldThread->space != currentThread->space) { // address space to change oldThread->space->Clear(); currentThread->RestoreUserState(); // set the kernel's page table currentThread->space->Activate(); // activate the user's page table } oldThread->CheckOverflow(); // check if the old thread // had an undetected stack overflow if (stats) stats->numContextSwitches++; if (debug) printf("Switching from thread \"%s\" to thread \"%s\"\n", oldThread->getName(), nextThread->getName()); // 根据线程的优先级找到对应的就绪队列 int priority = currentThread->getPriority(); List<Thread *> *queue = readyList[priority]; // 将当前线程插入到就绪队列 if (oldThread->getStatus() == RUNNING) { queue->Append(oldThread); oldThread->setStatus(READY); } // 选择优先级最高的就绪线程进行调度 nextThread = currentThread = FindNextToRun(); if (nextThread == NULL) { printf("No threads ready or runnable, and no pending interrupts.\n"); Print(); // 等待中断发生 while (true); } // 切换到下一个线程 DEBUG('t', "Switching from thread \"%s\" to thread \"%s\"\n", oldThread->getName(), nextThread->getName()); ASSERT(nextThread->getStatus() == READY); nextThread->setStatus(RUNNING); // 保存当前线程的状态并切换到下一个线程的上下文 currentThread = nextThread; currentThread->numInstr = 0; currentThread->RestoreUserState(); currentThread->SaveState(); // 如果当前线程是新创建的线程,则调用它的Start()方法 if (currentThread->isNew) { currentThread->isNew = false; currentThread->Start(); } // 继续执行当前线程 kernel->interrupt->Enable(); currentThread->Run(); } ``` 最后,构建线程家族树可以在Thread::Fork()方法中实现。当一个线程fork出另一个线程时,它将成为另一个线程的父线程,而另一个线程则成为它的子线程。因此,我们可以在Thread::Fork()方法中将当前线程设置为新线程的父线程,并将新线程添加到当前线程的子线程列表中: ``` void Thread::Fork(VoidFunctionPtr func, void *arg) { // ... childThread->parent = currentThread; // 当前线程成为子线程的父线程 currentThread->children->Append(childThread); // 将子线程添加到父线程的子线程列表中 childThread->numInstr = 0; childThread->isNew = true; childThread->Fork(func, arg); // ... } ``` 输出线程家族树可以通过在Thread::Print()方法中递归输出线程的子线程列表实现: ``` void Thread::Print() { // 输出线程的基本信息 printf("%s(p=%d)", name, priority); if (status == RUNNING) { printf(" RUNNING\n"); } else if (status == BLOCKED) { printf(" BLOCKED\n"); } else { printf(" READY\n"); } // 输出线程的子线程列表 ListIterator<Thread *> iter(children); for (; !iter.IsDone(); iter.Next()) { Thread *child = iter.Item(); printf(" "); for (int i = 0; i < depth + 1; i++) { printf(" "); } printf("|-"); child->Print(); } } ``` 最后,我们可以在main.cc中创建线程并打印线程家族树: ``` void SimpleThread(int which) { for (int num = 0; num < 5; num++) { printf("*** thread %d looped %d times\n", which, num); currentThread->Yield(); } } int main() { // 初始化系统 kernel = new Kernel(); kernel->Initialize(); // 创建线程 Thread *t1 = new Thread("thread 1", 7); Thread *t2 = new Thread("thread 2", 4); Thread *t3 = new Thread("thread 3", 2); Thread *t4 = new Thread("thread 4", 5); Thread *t5 = new Thread("thread 5", 3); Thread *t6 = new Thread("thread 6", 6); // 创建线程家族树 t1->Fork(SimpleThread, (void *) 1); t2->Fork(SimpleThread, (void *) 2); t3->Fork(SimpleThread, (void *) 3); t4->Fork(SimpleThread, (void *) 4); t5->Fork(SimpleThread, (void *) 5); t6->Fork(SimpleThread, (void *) 6); // 输出线程家族树 printf("Thread family tree:\n"); t1->Print(); // 运行系统 kernel->Run(); return 0; } ```

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