前言

本实验出自斯坦福大学cs140课程，实验环境为Pintos+Bochs，鉴于其文档为全英文，故为了方便读者及自己尝试，整理翻译了其中实验1的主要任务。emmm后续应该也会更新自己小组的实验过程&心得。

1. 主要任务

尽管timer_sleep()提供了有效的实现，但它“忙于等待”，也就是说，它一直在循环以检查当前时间并进行调用 thread_yield()直到经过了足够的时间。重新实现它以避免繁忙的等待。

函数： void timer_sleep(int64_t ticks)

暂停执行调用线程，直到时间提前至少x个计时器滴答为止。除非系统处于空闲状态，否则线程无需在x个计时器滴答之后醒来。在他们等待了时长正确的一段时间之后，只需将其放在准备好的队列中即可。

timer_sleep() 对于实时操作的线程很有用，例如每秒闪烁一次光标。

timer_sleep()的参数被计时器的滴答所表示，而不是以毫秒或任何其他单位表示。TIMER_FREQ计时器每秒滴答一次，TIMER_FREQ是devices/timer.h中定义的宏。默认值为100。我们不建议更改此值，因为任何更改都可能导致许多测试失败。

函数timer_msleep()，timer_usleep()和 timer_nsleep()，它们分别用于休眠特定数量的毫秒，微秒或纳秒，它们将在必要时自动调用timer_sleep()。不需要修改它们。

考虑高，中，和低优先级线程H,M和L. 如果H需要等待L（例如，L正在持有锁），并且M在就绪等待列表中，则H 将永远不会获得CPU，因为低优先级线程将不会获得占用一丁点CPU时间。解决此问题的部分方法是，在L持有锁的同时，H将其优先级“捐赠”给L。然后一旦L释放（并因此H获得）锁，便撤回捐赠。

我们需要实现这样的优先级捐赠（实验1只要求实现锁的优先级捐赠）。而且，我们需要考虑优先级捐赠的所有不同情况（有很多对应的测试点）。要保证解决：

多个优先级捐赠问题，即多个优先级被捐赠给了同一个线程。
嵌套捐赠。比如：如果H正在等待一个M持有的锁，M正在等待一个L持有的锁，那么M和L都应该被提升至H的优先级（通过捐赠）。如果有必要，应该对嵌套优先级捐赠的深度施加合理的限制，例如8个优先级的差距。

这两个函数使线程能够检查和修改其自身的优先级。这些功能的框架在thread / thread.c中提供。

函数1：void thread_set_priority (int new_priority)

将当前线程的优先级设置为new_priority。如果当前线程不再具有最高优先级，则yield该线程（暂停当前正在执行的线程对象）。

函数2：int thread_get_priority (void)

返回当前线程的优先级。在存在优先级捐赠的情况下，返回较高（捐赠的）优先级。

需要实现B4.4 描述的BSD调度程序。

简单来说就是这个程序维持了64个队列，每个队列对应一个优先级，从PRI_MIN到PRI_MAX。

然后通过一些公式计算来计算出线程当前的优先级，系统调度的时候会从高优先级队列开始选择线程执行，这里线程的优先级随着操作系统的数据操作而动态改变。

这个计算涉及到了浮点数运算等问题， pintos本身并没有实现，需要我们自己来实现。