內核級線程

不知不覺已經是最後一次的實驗了。這一次實驗的內容是：

1. 在Ubuntu下編寫多線程的應用程序memtest.c，解決一個可並行運算的問題。
2. 在Linux 0.11的進程管理基礎上，按照POSIX Threads標準實現內核級線程，使其能支持memtest.c的運行

說來也很遺憾，這個實驗我只完成了用戶態的實現，內核級完全沒有考慮去實現（時間、精力等等多方面的問題）。如果真的要把內核級一併實現，那麼這次的實驗可以說是最難的一次。

下面簡單的說一下實現的思路。

首先設計了一個結構體，用來保存各個線程的信息。

struct info
{
    pthread_t id;//線程的ID
    int total;//線程測試的內存大小
    int begin_addr;//測試的內存的首地址
    int stopFlag;
    int proInfo;
    int abortFlag;
} info[30];

在main函數中，對於用戶輸入的命令進行判斷，並作出相應的操作。用戶輸入的命令有六個：

1. times number ：設置對每個內存單元進行測試的次數。number即次數。每次測試都要測完全部的5種數據。例如，命令“times 5”表示對每個內存單元，每種數據都要測5次。
2. thread number ：設置進行測試工作的線程個數。number即個數。主線程並不算在number內。例如，命令“thread 2”表示同時建立2個工作線程進行併發測試。
3. go：按照設定的參數建立工作線程，開始測試。主線程仍然在命令行等待用戶命令。
4. status：打印所有工作線程的工作狀態，包括它們的當前進度和測試結果等。
5. abort：停止測試。讓所有工作線程都退出。
6. exit：停止測試並退出程序。

在識別出用戶的命令之後，可以進行的操作有創建線程，並將結構體中的信息標誌位的設置，各種信息的打印等等，就不一一贅述了。

對任一被測內存單元，先寫入一個數，再從該單元讀出，比較寫入和讀出的數是否相等。代碼如下：

void* test(void* tag)
{
    int i,j,k;
    char* beginAddr;

    info[(int)tag].stopFlag = 0; //running
    size = SIZE / threadNum;
    beginAddr = mem + ((int)tag)*size;
    srand(time(NULL));
    testData[4] = (char)rand();

    for(i=0; i<info[(int)tag].total; i++)
    {
        pthread_mutex_lock(&mut);
        for(j=0; j<times; j++)
        {
            for(k=0; k<5; k++)
            {
                *beginAddr = testData[k];
                if((*beginAddr)!=testData[k])
                {
                    error = 1;
                }
            }
        }
        pthread_mutex_unlock(&mut);
        if(info[(int)tag].abortFlag==1)
        {
            info[(int)tag].stopFlag = 2;//abort
            pthread_exit(&(info[(int)tag].abortFlag));

        }

        info[(int)tag].proInfo++;
        beginAddr++;
    }
    info[(int)tag].stopFlag = 1;//exit
    pthread_exit(&error);
}

如何實現abort功能的。

    我是通過在結構體數組裏的一個成員變量abortFlag來控制abort功能的。在用戶輸入abort命令時，將線程的abortFlag置爲1。每個線程在互斥信號量執行完V操作時，查詢abortFlag的值，若變爲1，則在線程內調用了pthread_exit()結束了自己這個線程；若爲0，則線程進行下一次的測試，不受影響。每個線程在執行完一次測試時，就好查詢這個結構體中的abortFlag的值，如果爲1，則實現abort操作，結束該線程。值得注意的是，如果查詢標誌位abortFlag值實在V操作之前進行的話，一旦用戶輸入abort指令，當前進程結束了，但是由於沒有執行V操作，所以其他線程會阻塞，而且在接下來用戶輸入exit命令時就會出錯，所以一定要在執行完V操作之後才能查詢標誌位abortFlag。

除了第一次實驗沒有寫之外，總算堅持把剩下的每一次都寫完了。感謝每一個閱讀的你！