Pintos操作系统课程设计：优先级调度实现

"西安电子科技大学操作系统课程设计报告，主要内容是为Pintos操作系统实现优先级调度机制，确保CPU始终运行最高优先级线程。学生通过修改Pintos的源代码，包括在thread_create()中添加比较函数，修改init_thread()以采用插入排序处理ready-list，更新thread_yield()以实现队列排序，调整thread_unblock()让高优先级线程获取CPU，改进thread_set_priority()以处理优先级变化，以及优化sema_down()和sema_up()以考虑优先级在信号量操作中的应用。实验结果表明，通过优先级调度，系统能更高效地处理线程，提高处理效率。学生在实践中深化了对操作系统调度的理解。" 这篇文档详细介绍了在西安电子科技大学的操作系统课程设计中，学生如何为Pintos操作系统实现优先级调度。Pintos是一个简化版的类Unix操作系统，常用于教学目的。在原系统中，线程调度遵循先来先服务（FCFS）策略，未考虑优先级。学生的目标是改变这一情况，使得系统在任何时候都能运行最高优先级的线程。 实现优先级调度的关键步骤包括： 1. **线程创建**：在`thread_create()`函数中，新增比较函数以根据优先级决定新线程何时运行。 2. **初始化调度**：修改`init_thread()`，将ready-list用插入排序方法保持优先级顺序。 3. **线程让步**：`thread_yield()`函数被扩展，以在需要时重新排序ready队列。 4. **线程恢复**：`thread_unblock()`若唤醒的线程优先级更高，则当前线程放弃CPU。 5. **优先级设置**：在`thread_set_priority()`中，如果线程锁为空闲或新优先级更高，线程将更新其优先级并可能让出CPU。 6. **信号量操作**：`sema_down()`和`sema_up()`被调整，以优先唤醒优先级最高的等待线程。 7. **条件变量**：`cond_signal()`和相关函数也进行了相应的优先级队列调整。 实验结果验证了这些改动有效，实现了预期的优先级调度功能，从而提升了系统对线程的处理效率。学生通过这次设计体验，加深了对操作系统调度原理和实践操作的理解，能够设计并实现优先级调度机制，这在多任务环境中对于提升系统性能至关重要。