屏障barrier

本次作业中我们将通过pthread库提过了条件变量来实现屏障功能.简单来说,屏障是程序运行中的一个点,必须等待所有线程均达到此点后,所有线程才能继续向下执行.详细解释可以参考wiki barrier)

条件变量Condition variables是一种同步技术,类似于xv6中的sleep和wakeup.

源码和编译

下载barrier.c,并按如下方式编译:

$ gcc -g -O2 -pthread barrier.c
$ ./a.out 2
Assertion failed: (i == t), function thread, file barrier.c, line 55.

参数2表示屏障上的线程数.每个线程都处于循环之中,不断地调用barrier(),然后睡眠几十微秒. 只有在一个线程在另一个线程到达屏障前,离开屏障,assert断言才会触发.而我们的目标是所有线程到达屏障后均阻塞,直到最后一个线程到达屏障.

目标

我们需要为barrier()函数添加代码.除了用到pthread_mutex_lock()之外,我们还会用到和条件变量相关的两个函数:

1. pthread_cond_wait(&cond, &mutex); // go to sleep on cond, releasing lock mutex
2. pthread_cond_broadcast(&cond); // wake up every thread sleeping on cond

其中,pthread_cond_wait()被调用后,会释放mutex lock.在返回时,会再次获取该锁.可以参考xv6sleep的实现.

难点

主要难点如下:

1. 我们必须处理屏障barrier调用,每一轮bstate.round必须加一.
2. 同时,我们必须保证所有线程不能在还有线程未到达屏障时离开屏障.因为我们会不断复用bstate.nthread.务必注意此处的竞争问题.

测试用例

$./a.out 1
OK; passed
$./a.out 2
OK; passed
$./a.out 4
OK; passed