Podpora více vláken v OS NOVA

Cílem tohoto cvičení je implementovat do OS NOVA systémové volání thread_create a thread_yield a dosáhnout tím podpory jednoduchých vícevláknových aplikací.

Pro toto cvičení budete potřebovat znalosti o:

• přečíst (ideálně i umět vysvětlit) funkce v OS NOVA:
  • bootstrap, make_current, ret_user_sysexit, konstruktor k Ec
• fungování plánovačů v operačním systému (schedulers)
  • Přednaška
• instrukce sysenter
• základní syntaxi inline assembleru (tak jako v minulých cvičeních)
  • https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Extended-Asm.html (pochopit příklad z remarks)
• spojové seznamy
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Linked_list
• programování v C++

Implementujte systémová volání s následujícími prototypy:

int thread_create(void *(*start_routine)(void *), void *stack_top);
void thread_yield(void);

ABI:

• thread_create eax = 4, esi = start_routine, edi = stack_top
• thread_yield eax = 5

očekávané chování:

• thread_create vytvoří vlákno a přidá ho do kruhové fronty vytvořených vláken.
• start_routine je ukazatel na adresu, od které se zahájí vykonávání nového vlákna.
• stack_top je adresa vrcholu zásobníku nového vlákna.
• thread_create vrací 0 pokud proběhl bez chyby. V opačném případě vrací libovolné nenulové číslo chyby.
• thread_yield přepne vykonávání z aktuálního vlákna na následující vlákno ve frontě.
• Žádné ze systémových volání nesmí končít pádem systému.
• Postupné volání thread_yield přepíná mezi všemi vlákny ve frontě (žádné vlákno se nesmí vynechat).
• Běh vlákna se dá přerušit pouze voláním thread_yield.
• Pokud je zavoláno thread_yield po vytvoření nového vlákna, přepne thread_yield na naposledy vytvořené vlákno. Při dalším volání thread_yield se spustí vlákno, které by bylo spuštěno, pokud by se nové vlákno nevytvořilo.
• Za správné umístění a alokaci zásobníku pro nové vlákno je zodpovědný uživatelský program, který volá thread_create.

Co se odevzdává:

• Změněný soubor kern/src/ec_syscall.cc implementující dvě nová systémová volání včetně volání brk z 10. cvičení. Archiv můžete vytvořit například pomocí pravidla hw10 v kořenovém souboru Makefile ve zdrojových kódech OS NOVA.