6.S081 lab7 Multithreading

# Uthread: switching between threads

• 为每个线程添加一个context结构以用于保存/还原寄存器，这部分可以直接把xv6的context搬过来

  

• thread_yield类似于xv6中的yield，它的作用是把当前的进程设置为RUNNABLE，并调用thread_schedule切换至下一个可执行的线程。main函数对a,b,c三个线程都调用了thread_create，该函数应设置线程的ra（返回地址）和sp（栈顶指针），再调用thread_yield切换线程。由于thread_create函数只在创建线程时调用，故ra应该设置为线程的开始位置，也就是func。sp设置为线程的栈顶t->stack+STACK_SIZE(这里特别注意栈顶不是t->stack！)

  

• 在thread_scheduler中加入thread_switch，并且补充thread_switch

  

  切换线程时，要保存和恢复寄存器。thread_switch函数可以直接把xv6的swtch搬过来

  	.text
  	/*
           * save the old thread's registers,
           * restore the new thread's registers.
           */
  	.globl thread_switch
  thread_switch:
          sd ra, 0(a0)
          sd sp, 8(a0)
          sd s0, 16(a0)
          sd s1, 24(a0)
          sd s2, 32(a0)
          sd s3, 40(a0)
          sd s4, 48(a0)
          sd s5, 56(a0)
          sd s6, 64(a0)
          sd s7, 72(a0)
          sd s8, 80(a0)
          sd s9, 88(a0)
          sd s10, 96(a0)
          sd s11, 104(a0)
  
          ld ra, 0(a1)
          ld sp, 8(a1)
          ld s0, 16(a1)
          ld s1, 24(a1)
          ld s2, 32(a1)
          ld s3, 40(a1)
          ld s4, 48(a1)
          ld s5, 56(a1)
          ld s6, 64(a1)
          ld s7, 72(a1)
          ld s8, 80(a1)
          ld s9, 88(a1)
          ld s10, 96(a1)
          ld s11, 104(a1)
          ret
  

#Using threads

• 在put操作中，用insert添加键时，采用的是头插法。若不使用锁，当多个线程同时对某个哈希桶进行insert时候，会导致一个键被覆盖。

• 为所有哈希桶添加锁

  

  在main函数中初始化所有锁

  

  在put和get中加入获取锁和释放锁的操作

  

  

#Barrier

• 每次进入barrier时，线程首先获取锁，对nthread+1，也就是已到达屏障的线程数增加了一个。如果已到达屏障的线程数与总线程数相等，说明所有线程都到达了，对轮数round+1，并且唤醒所有休眠线程，若不相等， 则调用wait让线程释放锁并且休眠。

  static void 
  barrier()
  {
    pthread_mutex_lock(&bstate.barrier_mutex);
    bstate.nthread++;
    if (bstate.nthread == nthread){
      bstate.round++;
      bstate.nthread = 0;
      pthread_cond_broadcast(&bstate.barrier_cond);
    }
    else{
      pthread_cond_wait(&bstate.barrier_cond, &bstate.barrier_mutex);
    }
      pthread_mutex_unlock(&bstate.barrier_mutex);
  }