nachos01

实验一体验Nachos下的并发程序设计一、小组成员及分工汪于波（23020078104116）：的修改、的修改和实验报告潘羽龙（23020078104100）：的实现吴道裕（23020078104132）：的实现和实验报告的完成谭原（23020078104111）：dllist.h的实现和mon的修改二、实验目的对nachos进行熟悉，并初步体验nachos下的并发程序设计。

三、实验内容1．安装nachos；2．用C++实现双向有序链表；3．在nachos系统中使用你所写的链表程序并演示一些并发错误四、实验步骤1．首先明确Nachos各部分的关系在~/nachos/nachos-3.4/code/下有一个mon，在code/的各个子目录下的Makefile都继承这个mon。

通过阅读知道，main函数一旦启动，立即调用Initialize，进行初始化的操作，然后对相应的参数进行处理，之后在分模块进行相应模块下的函数调用，执行相应的功能。

2．编写相应的函数实验要求利用对双向链表的操作来演示并发程序可能出现的错误，首先需要实现双向链表dllist，包括dllist.h,。

当DLList类实现后，需要编写链表驱动函数Insert 和Remove来对链表进行驱动。

通过改写，使得多个线程在没有进行任何互斥操作的情况下对同一数据结构进行操作，在这个过程中就可能出现并发错误。

改写mon和。

3．详细设计a)dllist.h（~/nachos/nachos-3.4/code/threads/）类DLList的声明class DLLElement {public:DLLElement(void *itemPtr,int sortKey);//initialize a list elementDLLElement *next;//next element on listDLLElement *prev;//previous element on listint key;void *item;};class DLList {public:DLList();//initialize the listDLList(int type);~DLList();//de-allocate the listvoid Prepend(void *item);//add to head of listvoid Append(void *item);//add to tail of listvoid *Remove(int *keyPtr);//remove frome head of listbool IsEmpty();//return true if list has elementsvoid SortedInsert(void *item,int sortKey);void *SortedRemove(int sortKey);//remove first item with key==sortKey private:DLLElement *first;DLLElement *last;int yield_type;//different yield positon};b) （~/nachos/nachos-3.4/code/threads/）类DLList方法的实现，其中核心操作Remove，SortedInsert。

//---------------------------------------------------------------------- // DLList::Remove// Remove the first "item" from the front of the dllist.//// Returns:// Pointer to removed item, NULL if nothing on the list.//---------------------------------------------------------------------- void *DLList::Remove(int *keyPtr){DLLElement *temp;void *tempitem = NULL;if(IsEmpty()) {keyPtr = NULL;}else {*keyPtr = first->key;if(yield_type == 1)currentThread->Yield(); //the 1th positon of yield ****(1)//the returned tempitem may not the item we just removed!//the item maybe incorrecttempitem = first->item;temp = first;first = first->next;if(first != NULL) {if(yield_type == 2)currentThread->Yield(); //the 2th positon of yield ****(2)//the dllist may lose its itemfirst->prev = NULL;}else last = NULL;}delete temp;return tempitem;}//---------------------------------------------------------------------- // DLList::SortedInsert// Insert an "item" into a dllist, so that the dllist elements are // sorted in increasing order by "sortKey".//---------------------------------------------------------------------- voidDLList::SortedInsert(void *item, int sortKey){DLLElement *element = new DLLElement(item, sortKey);DLLElement *ptr; // keep trackif (IsEmpty()) { // if list is empty, putfirst = element;if(yield_type == 3)currentThread->Yield(); //the 3th positon of yield ****(3) //the thread may make a mess of the dllistlast = element;} else if (sortKey < first->key) {// item goes on front of listelement->next = first;first->prev = element;first = element;} else { // look for first elt in list bigger than itemptr = first;while((sortKey >= ptr->key)&&(ptr->next != NULL))ptr = ptr->next;if (sortKey < ptr->key) {(ptr->prev)->next = element;element->prev = ptr->prev;element->next = ptr;if(yield_type == 4)currentThread->Yield(); //the 4th positon of yield ****(4) //the dllist may be broken by multi-threadsptr->prev = element;}else {ptr->next = element;element->prev = ptr;last = element;}}}c) （~/nachos/nachos-3.4/code/threads/）链表驱动函数Insert，Removevoid Insert(int N,DLList *dllist,int TdNo) //Insert N items into the dllist. {int rd;srand(time(0));for(int i=0;i<N;i++) {rd = rand()%100;dllist->SortedInsert(NULL,rd);printf("Thread %dth have inserted the item (key=%d)\n",TdNo,rd);}}void Remove(int N,DLList *dllist,int TdNo) //Remove N items from the dllist. {int keyword;for(int i=0;i<N;i++) {dllist->Remove(&keyword);printf("Thread %dth have removed the item (key=%d)\n",TdNo,keyword);}}d)线程测试 （~/nachos/nachos-3.4/code/threads/）其中我们设置了几个全局变量，testnum,threadnum,N,lb1_cor_type，dllist。

testnum：测试号，对应相应的测试函数threadnum：线程数，通过命令行参数录入N：用于驱动函数插入或者删除链表项的控制lb1_cor_type：用于指示不同切换位置可能出现的错误种类，通过命令行参数修改dllist：用于线程操作的公共链表我们在中添加了新的测试函数ThreadTest2，在其中，我们创建了threadnum个线程，每个线程都执行相同的操作，插入N个项，之后删除N个项，在这里通过调用DLListThread函数实现。

同时在进行这些操作的时候打印出相应的提示信息。

voidDLListThread(int n){Insert(N,dllist,n);Remove(N,dllist,n);}voidThreadTest2(){DEBUG('t', "Entering ThreadTest2");dllist = new DLList(lb1_cor_type);for(int i = 1; i < threadnum; i++) {Thread *t = new Thread("forked thread");t->Fork(DLListThread, i);}DLListThread(threadnum);}e） （~/nachos/nachos-3.4/code/threads/）在main函数中，我们需要做的并不多，只需要将相应的参数处理即可。