208 lines
9.9 KiB
C++
208 lines
9.9 KiB
C++
/*****************************************************************************
|
|
* *
|
|
* S C H E D U L E R *
|
|
* *
|
|
*---------------------------------------------------------------------------*
|
|
* Beschreibung: Implementierung eines einfachen Zeitscheiben-Schedulers. *
|
|
* Rechenbereite Threads werden in 'readQueue' verwaltet. *
|
|
* *
|
|
* Der Scheduler wird mit 'schedule' gestartet. Neue Threads*
|
|
* können mit 'ready' hinzugefügt werden. Ein Thread muss *
|
|
* die CPU freiwillig mit 'yield' abgeben, damit andere auch*
|
|
* rechnen koennen. Ein Thread kann sich selbst mit 'exit' *
|
|
* terminieren. Ein Thread kann einen anderen Thread mit *
|
|
* 'kill' beenden. Ein erzwungener Threadwechsel erfolgt *
|
|
* mit der Funktion 'preempt', welche von der Timer-ISR *
|
|
* aufgerufen wird. *
|
|
* *
|
|
* Zusaetzlich gibt es nun fuer die Semaphore zwei neue *
|
|
* Funktionen 'block' und 'deblock'. *
|
|
* *
|
|
* Autor: Michael, Schoettner, HHU, 23.11.2018 *
|
|
*****************************************************************************/
|
|
|
|
#include "kernel/threads/Scheduler.h"
|
|
#include "kernel/threads/IdleThread.h"
|
|
|
|
/*****************************************************************************
|
|
* Methode: Scheduler::schedule *
|
|
*---------------------------------------------------------------------------*
|
|
* Beschreibung: Scheduler starten. Wird nur einmalig aus main.cc gerufen.*
|
|
*****************************************************************************/
|
|
void Scheduler::schedule() {
|
|
|
|
/* hier muss Code eingefuegt werden */
|
|
|
|
// We need to start the idle thread first as this one sets the scheduler to initialized
|
|
// Other wise preemption will be blocked and nothing will happen if the first threads
|
|
// ready() function is blocking
|
|
this->start(*(Thread*)new IdleThread()); // The idle thread set initialized to true, so preemption
|
|
// only starts after this
|
|
}
|
|
|
|
/*****************************************************************************
|
|
* Methode: Scheduler::ready *
|
|
*---------------------------------------------------------------------------*
|
|
* Beschreibung: Thread in readyQueue eintragen. *
|
|
* *
|
|
* Parameter: *
|
|
* that Einzutragender Thread *
|
|
*****************************************************************************/
|
|
void Scheduler::ready(Thread* that) {
|
|
|
|
/* hier muss Code eingefuegt werden */
|
|
|
|
// Thread-Wechsel durch PIT verhindern
|
|
cpu.disable_int();
|
|
|
|
this->readyQueue.enqueue(that);
|
|
|
|
// Thread-Wechsel durch PIT jetzt wieder erlauben
|
|
cpu.enable_int();
|
|
}
|
|
|
|
/*****************************************************************************
|
|
* Methode: Scheduler::exit *
|
|
*---------------------------------------------------------------------------*
|
|
* Beschreibung: Thread ist fertig und terminiert sich selbst. Hier muss *
|
|
* nur auf den naechsten Thread mithilfe des Dispatchers *
|
|
* umgeschaltet werden. Der aktuell laufende Thread ist *
|
|
* nicht in der readyQueue. *
|
|
*****************************************************************************/
|
|
void Scheduler::exit() {
|
|
|
|
/* hier muss Code eingefuegt werden */
|
|
|
|
// Thread-Wechsel durch PIT verhindern
|
|
cpu.disable_int();
|
|
|
|
Thread& next = *(Thread*)this->readyQueue.dequeue();
|
|
this->dispatch(next);
|
|
|
|
// Interrupts werden in Thread_switch in Thread.asm wieder zugelassen
|
|
// dispatch kehr nicht zurueck
|
|
}
|
|
|
|
/*****************************************************************************
|
|
* Methode: Scheduler::kill *
|
|
*---------------------------------------------------------------------------*
|
|
* Beschreibung: Thread mit 'Gewalt' terminieren. Er wird aus der *
|
|
* readyQueue ausgetragen und wird dann nicht mehr aufge- *
|
|
* rufen. Der Aufrufer dieser Methode muss ein anderer *
|
|
* Thread sein. *
|
|
* *
|
|
* Parameter: *
|
|
* that Zu terminierender Thread *
|
|
*****************************************************************************/
|
|
void Scheduler::kill(Thread* that) {
|
|
|
|
/* hier muss Code eingefuegt werden */
|
|
|
|
// Thread-Wechsel durch PIT verhindern
|
|
cpu.disable_int();
|
|
|
|
this->readyQueue.remove(that);
|
|
|
|
// Thread-Wechsel durch PIT jetzt wieder erlauben
|
|
cpu.enable_int();
|
|
}
|
|
|
|
/*****************************************************************************
|
|
* Methode: Scheduler::yield *
|
|
*---------------------------------------------------------------------------*
|
|
* Beschreibung: CPU freiwillig abgeben und Auswahl des naechsten Threads.*
|
|
* Naechsten Thread aus der readyQueue holen, den aktuellen *
|
|
* in die readyQueue wieder eintragen. Das Umschalten soll *
|
|
* mithilfe des Dispatchers erfolgen. *
|
|
* *
|
|
* Achtung: Falls nur der Idle-Thread läuft, so ist die *
|
|
* readyQueue leer. *
|
|
*****************************************************************************/
|
|
void Scheduler::yield() {
|
|
|
|
/* hier muss Code eingefuegt werden */
|
|
|
|
// When only one thread exists (IdleThread) it can't yield as the readyqueue becomes empty
|
|
// and this is not handled anywhere else
|
|
if (this->readyQueue.isEmpty()) {
|
|
// Idle thread running
|
|
return;
|
|
}
|
|
|
|
// Thread-Wechsel durch PIT verhindern
|
|
cpu.disable_int();
|
|
|
|
Thread& next = *(Thread*)this->readyQueue.dequeue();
|
|
this->readyQueue.enqueue(this->get_active());
|
|
this->dispatch(next);
|
|
}
|
|
|
|
/*****************************************************************************
|
|
* Methode: Scheduler::preempt *
|
|
*---------------------------------------------------------------------------*
|
|
* Beschreibung: Diese Funktion wird aus der ISR des PITs aufgerufen und *
|
|
* schaltet auf den naechsten Thread um, sofern einer vor- *
|
|
* handen ist. *
|
|
*****************************************************************************/
|
|
void Scheduler::preempt() {
|
|
|
|
/* Hier muss Code eingefuegt werden */
|
|
|
|
if (this->readyQueue.isEmpty()) {
|
|
// Idle thread running
|
|
return;
|
|
}
|
|
|
|
// Thread-Wechsel durch PIT verhindern
|
|
cpu.disable_int();
|
|
|
|
Thread& next = *(Thread*)this->readyQueue.dequeue();
|
|
this->readyQueue.enqueue(this->get_active());
|
|
this->dispatch(next);
|
|
}
|
|
|
|
/*****************************************************************************
|
|
* Methode: Scheduler::block *
|
|
*---------------------------------------------------------------------------*
|
|
* Beschreibung: Aufrufer ist blockiert. Es soll auf den naechsten Thread *
|
|
* umgeschaltet werden. Der Aufrufer soll nicht in die *
|
|
* readyQueue eingefuegt werden und wird extern verwaltet. *
|
|
* Wird bei uns nur fuer Semaphore verwendet. Jede Semaphore*
|
|
* hat eine Warteschlange wo der Thread dann verwaltet wird.*
|
|
* Die Methode kehrt nicht zurueck, sondern schaltet um. *
|
|
*****************************************************************************/
|
|
void Scheduler::block() {
|
|
|
|
/* hier muss Code eingefuegt werden */
|
|
|
|
if (this->readyQueue.isEmpty()) {
|
|
// Something went seriously wrong
|
|
return;
|
|
}
|
|
|
|
cpu.disable_int();
|
|
|
|
Thread& next = *(Thread*)this->readyQueue.dequeue();
|
|
this->dispatch(next);
|
|
}
|
|
|
|
/*****************************************************************************
|
|
* Methode: Scheduler::deblock *
|
|
*---------------------------------------------------------------------------*
|
|
* Beschreibung: Thread 'that' deblockieren. 'that' wird nur in die *
|
|
* readyQueue eingefuegt und dann zurueckgekehrt. In der *
|
|
* einfachsten Form entspricht diese Funktion exakt 'ready' *
|
|
* Man koennte alternativ aber den deblockierten Thread auch*
|
|
* am Anfang der readyQueue einfuegen, um ihn zu beorzugen. *
|
|
* *
|
|
* Parameter: that: Thread der deblockiert werden soll. *
|
|
*****************************************************************************/
|
|
void Scheduler::deblock(Thread* that) {
|
|
|
|
/* hier muss Code eingefuegt werden */
|
|
|
|
cpu.disable_int();
|
|
this->readyQueue.enqueue(that);
|
|
cpu.enable_int();
|
|
}
|