HW5: xv6 CPU alarm

最新推荐文章于 2025-04-15 21:30:58 发布

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这篇博客介绍了如何在xv6操作系统中添加一个名为alarm的系统调用，使得进程在使用CPU时能定期收到alert。通过这个系统调用，可以限制进程的CPU占用时间并支持定时任务。文章详细阐述了添加系统调用的过程，包括修改多个源文件，并展示了遇到的难点，如如何在alarm间隔到期时执行handler函数以及在handler返回后如何恢复进程执行。

这个HW的主要任务就是在进程使用CPU的时候，定期向其发送alert。添加这个功能的意义在于，一是可以限制进程占用CPU的时间，二是可以当进程想要执行定时任务的时候，可以利用这个alert。
添加一个新的alarm(interval，handler）系统调用。如果应用程序调用alarm（n，fn），那么在程序消耗每个n“ticks”的CPU时间之后，内核将调用应用程序函数fn。当fn返回时，应用程序将从中断处继续。 tick是xv6中相当随意的时间单位，由硬件定时器产生中断的频率决定。

添加系统调用的流程和HW3是一样的，流程如下：

添加系统调用流程

创建alarmtest.c，用于生成可执行文件alarmtest。
创建alarmtest.c文件，其包含如下代码：

#include "types.h"
#include "stat.h"
#include "user.h"

void periodic();

int
main(int argc, char *argv[])
{
  int i;
  printf(1, "alarmtest starting\n");
  alarm(10, periodic);
  for(i = 0; i < 25*500000; i++){
    if((i % 250000) == 0)
      write(2, ".", 1);
  }
  exit();
}

void
periodic()
{
  printf(1, "alarm!\n");
}

程序调用alarm(10, periodic)，要求内核每隔10个ticks强制调用periodic()，然后自旋一段时间。其输出应该如下所示：

$ alarmtest
alarmtest starting
.....alarm!
....alarm!
.....alarm!
......alarm!
.....alarm!

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