北大nachos课程提问汇总

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32.如何让Nachos支持用户程序？ 答：#ifdef USER_PROGRAM …… #endif DEFINES=_DUSER_PROGRAM_ ； 33.如何执行test中的用户程序？ 答：进入userprog/ ./nachos -x ../test/halt 34.如何创建user address space? 答：Addrspace::Addrspace(); (1)在machine里为user program分配物理内存并初 始化； (2)建立页表; （3）把noff可执行文件load到内存中;
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论题3：比较Nachos的进程控制块与Windows和Linux的异同。 Nachos的线程属性与Linux和Windows的有共同的部分，例如线程ID， 线程名，堆栈空间等。但是Linux和Windows的显然要比Nachos的复杂 很多。 线程状态也是一样，Linux和Windows也有Running, Ready, Wating/Blocked等状态。但具体部分却各有不同，例如Windows的为7 状态：Ready, Standby, Running, Waiting, Transition, Terminated, Initialized；Linux的则为：Running, Uninterruptible, Interruptible, Ready, Stopped, Zombie等。 另外，Nachos的线程创建函数名字与Linux一样也叫Fork，但原理似乎与 Windows的的CreateProcess更相似一些，因为Fork的父子线程之间没 有任何联系。
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26.锁采用自旋锁还是睡眠锁？为啥？ 答：不能采用自旋锁。因为线程竞争自旋锁，如果竞争不到，线程会不停的忙 等待，不停的重试请求。如果长时间得不到锁，自旋锁看起来就像死循环 一样。 27.锁和初始值为1的信号量的区别？ 答：锁由持有者释放，信号量可由任何进程修改。
28.信号量的实现中，while可替换成If吗？ 答：因为可能在当前进程阻塞的时候，其它进程用掉了信号量，于是就没有百度文库号量 了，会写出错，所以要用while循环来判断。 29.Wait操作的功能？如何实现？ 答：当进入管程的一个进程无法继续时，在条件变量上执行原语，将使该进程阻塞， 进入等待队列。 30.Signal功能？如何实现？ 答：另一进程通过在该条件变量上执行Signal操作，唤醒等待队列上的一个进程。 31.管程的作用？ 答：实现进程互斥。把分散的各同类临界区集中起来，并为每个可共享资源设立一个 专门的管程 来统一管理各进程对该资源的访问，这样既便于系统管理共享资源， 又能保证互斥访问,是临界资源的管理者或封装者，进程必须通过管程访问临界 资源
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35.怎样生成NOFF? 答（1）用gcc MIPS交叉编译器产生unix的一般格式的二 进制文件； （2）用bin/下的coff2noff把COFF格式转化为NOFF 格式; ； 36.如何运行user address.space 中的指令？ 答：machine::Run() Onelnstruction:取指，译码，执行 37.执行多个用户程序？ 答：（1）Machine->Run()多次 （2）用户内存管理
所以线程还是会正常进行Finish的。
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论题6：什么情况下线程不能被销毁？ 课堂上讨论过，线程不能销毁的原因主要是因为没有设立待销毁的线程栈，导致了如 果之前的线程尚未被销毁而后来的线程已经到达时，原先的线程就不会被销毁的情况。 上课也讨论过出现这种现象的情况，而其本质到底是什么呢？ 线程不能被摧毁的条件是：两个或两个以上的线程先后Finish，期间没有调用过 scheduler->Run，就会出现这种情况。例如，新建多个直接Finish的线程，就只有 最后一个会被Destroy，其它的依然停留在Blocked状态。
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论题4：为什么CheckOverflow没有起作用。 CheckOverflow被调用的时机是scheduler->Run时，即有线程Sleep或是Yield， 需要运行新的线程时。而oldThread->CheckOverflow()执行于SWITCH之前，也 就是说它是由旧的线程调用的，只能检查旧的线程是否有栈溢出。而不能检查新的线 程是否栈溢出。 这样一来，便使得新的线程建立之时，还没得到检查，便被linux系统检测出了段错误使程 序终止。所以CheckOverflow没能起到预期的作用。
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20. Thread状态转化模型： 四种状态模型： 21. Nachos第一个线程是什么？跟其它线程的区别？ 答：第一个线程是main线程。跟其它线程的区别是没有 fork（） Nachos启动的全过程由main线程完成。 启动过程是怎么样？ Main线程有哪些功能？（1）初始化操作系统各功能部分 （2）执行作业（3）关闭操作系统 Main没有运行，那么main函数线程的栈在哪里？在数组操 作系统，由linux操作为他自动分配Nachos内存空间。 画出栈结构图？
论题5：线程没有调用Finish，而是自然执行完毕之后，会以怎样的方式消失？ 虽然从表面上看线程的代码段执行正常运行结束，并没有调用主动调用 Finish。但是实际上线程Fork开始的时候就进入ThreadRoot， ThreadRoot中包括了开中断，执行func代码段，最后执行Finish的部分。
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址空间、段页指针等等。
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论题2：为什么“NOTE: DO NOT CHANGE the order of these first two members.”？如果要调换 的话需要怎样修改？ 为什么不能交换顺序：进行线程之间的切换时，对原线程状态的保存是通过线程指针寻址来实现的。更具体来说， 是通过寻找线程指针指向的前若干个字节数据，来找到stackTop以及machineState数组，因为这些变 量刚好被分配在线程的内存空间的最前面。所以不能在它们之前添加变量。 另外，由于地址是相对于stackTop来寻址，所以如果stackTop位置改变，就会导致汇编代码中的寻址部分必须 改变。 分析如下：
论题7：为什么machineState数组的大小是18？实际上真的用到了那么多吗？ 之所以发现这个问题，是因为在读switch.c的代码时，发现似乎并没有用 到machineState的太多空间。之后才发现，实际上并没有用到那么多， 留出足够的空间是为了保证HOST_SNAKE机型的运行。实际上，经过黄 柱彬的测试，数组大小变为8的时候可以正常运行，而改为7则不行，说明 i386只用到了machineState的前8位。
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22. Thread类第一，二属性为什么不能改变位置？（为什么“NOTE: DO NOT CHANGE the order of these first two members.”？如果要调换的话需 要怎样修改？ ） 答：为什么不能交换顺序：进行线程之间的切换时，对原线程状态的保存是通过线程指针寻 址来实现的。更具体来说，是通过寻找线程指针指向的前若干个字节数据，来找到 stackTop以及machineState数组，因为这些变量刚好被分配在线程的内存空间的 最前面。所以不能在它们之前添加变量。 另外，由于地址是相对于stackTop来寻址，所以如果stackTop位置改变，就会导致汇编 代码中的寻址部分必须改变。因为是用偏移量来回存寄存器状态，进行switch操作 的，交换位指针不保存到对应位置上，CPU的内容保存不到相应偏移量。 23. Thread对象finish过程，存在什么BUG？ 下一个线程可能的情况？ 答（1）New Thread （2）占主动抛弃cpu的Thread（3）占被动抛弃cpu的 Thread 24.基于优先级的抢占式调度如何实现？ 答：（1）优先级实现；（2）调度时机 与时间片相关的调度时机？ 25.Nachos如何保证同步操作的原子性？ 答（1）关中断（2）单CPU
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switch.h里第131至147行应该改为： #define _ESP 0 #define _EAX -4 #define _EBX -8 #define _ECX -12 #define _EDX -16 #define _EBP -20 #define _ESI -24 #define _EDI -28 #define _PC -32 #define PCState (18+_PC/4) #define FPState (18+_EBP/4) #define InitialPCState (18+_ESI/4) #define InitialArgState (18+_EDX/4) #define WhenDonePCState (18+_EDI/4)
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论题1：Nachos线程实现了原理课中PCB哪些部分 ？ （1）进程描述信息： 线程名 ，线程ID（之后添加），存储器管理，输入输出状态； （2）进程控制信息： 当前状态 ，优先级（之后添加） ，代码执行入口地址 ； （3） CPU现场信息：寄存器值 ； 未包括的部分：用户ID、代码执行入口地址、运行统计信息、进程同步与通信信息、虚拟地