Lernziele
- Schutz kritischer Abschnitte im Betriebssystem mit Hilfe des Guard
- Implementierung präemptiven Schedulings durch Timer-Interrupts
Aufgabenbeschreibung
Die Synchronisation der Aktivitäten innerhalb von OOStuBS/MPStuBS ist in Aufgabe 3 auf die Verwendung des Pro-/Epilogmodells umgestellt worden. Nun soll eine grobgranulare Locking-Strategie verwendet und eine Systemaufrufschnittstelle definiert werden. Der Scheduler soll ausgelöst durch den Timer-Interrupt Threads verdrängen können.
Hierzu müssen die Klassen Guarded_Scheduler, LAPIC, Watch und Assassin implementiert bzw. erweitert werden.
Um aus Benutzerprogrammen heraus die Methoden des Schedulers aufrufen zu können, darf die globale Variable scheduler nicht direkt benutzt werden. Stattdessen soll die Klasse Guarded_Scheduler mit Hilfe des guard die Zugriffe auf den globalen Scheduler schützen.
MPStuBS
In MPStuBS gab es schon in Aufgabe 4 die Problematik, dass die Methoden des Schedulers von mehreren Prozessoren aus gleichzeitig aufgerufen werden konnten, und deswegen die Zugriffe auf die Bereitliste synchronisiert werden mussten. Da die Betriessystemfunktionen nun in der Syscall-Schnittstelle mit dem Guard synchronisiert werden sollen, müssen die expliziten Synchronisationsaufrufe aus Aufgabe 4 entfernt werden.
Analog zum Scheduling soll nun auch die Implementierung von Scheduler::kill(Thread*) präemptiv erfolgen. Sollte der zu beendende Thread gerade auf einem anderen Prozessor laufen, dann muss dieser mit Hilfe eines Interprozessorinterrupts (IPIs) unterbrochen und zur Abgabe des Prozessors gezwungen werden. Dazu stellen wir in der Klasse APICSystem die Methode APICSystem::sendCustomIPI() bereit, die mit Hilfe des Local APICs Interrupts an andere CPUs schicken soll. Die Interruptbehandlung für den IPI soll in der Klasse Assassin implementiert werden.
