Adding yield syscall doesn't help significantly,
[pintos-anon] / TODO
1 -*- text -*-
2
3 Godmar says:
4
5 - In Project 2, we're missing tests that pass arguments to system calls
6 that span multiple pages, where some are mapped and some are not. 
7 An implementation that only checks the first page, rather than all pages 
8 that can be touched during a call to read()/write() passes all tests.
9
10 - In Project 2, we're missing a test that would fail if they assumed
11 that contiguous user-virtual addresses are laid out contiguously 
12 in memory.  The loading code should ensure that non-contiguous 
13 physical pages are allocated for the data segment (at least.)
14
15 - Need some tests that test that illegal accesses lead to process
16 termination. I have written some, will add them. In P2, obviously, 
17 this would require that the students break this functionality since 
18 the page directory is initialized for them, still it would be good 
19 to have.
20
21 - There does not appear to be a test that checks that they close all
22 fd's on exit.  Idea: add statistics & self-diagnostics code to palloc.c
23 and malloc.c.  Self-diagnostics code could be used for debugging.
24 The statistics code would report how much kernel memory is free.
25 Add a system call "get_kernel_memory_information".  User programs
26 could engage in a variety of activities and notice leaks by checking
27 the kernel memory statistics.
28
29 ---
30
31 From: "Godmar Back" <godmar@gmail.com>
32 Subject: priority donation tests
33 To: "Ben Pfaff" <blp@cs.stanford.edu>
34 Date: Fri, 3 Mar 2006 11:02:08 -0500
35
36 Ben,
37
38 it seems the priority donation tests are somewhat incomplete and allow
39 incorrect implementations to pass with a perfect score.
40
41 We are seeing the following wrong implementations pass all tests:
42
43 - Implementations that assume locks are released in the opposite order
44 in which they're acquired. The students implement this by
45 popping/pushing on the donation list.
46
47 - Implementations that assume that the priority of a thread waiting on
48 a semaphore or condition variable cannot change between when the
49 thread was blocked and when it is unblocked. The students implement
50 this by doing an insert into an ordered list on block, rather than
51 picking the maximum thread on unblock.
52
53 Neither of these two cases is detected; do you currently check for
54 these mistakes manually?
55
56 I wrote a test that checks for the first case; it is here:
57 http://people.cs.vt.edu/~gback/pintos/priority-donate-multiple-2.patch
58
59 [...]
60
61 I also wrote a test case for the second scenario:
62 http://people.cs.vt.edu/~gback/pintos/priority-donate-sema.c
63 http://people.cs.vt.edu/~gback/pintos/priority-donate-sema.ck
64
65 I put the other tests up here:
66 http://people.cs.vt.edu/~gback/pintos/priority-donate-multiple2.c
67 http://people.cs.vt.edu/~gback/pintos/priority-donate-multiple2.ck
68
69 From: "Godmar Back" <godmar@gmail.com>
70 Subject: multiple threads waking up at same clock tick
71 To: "Ben Pfaff" <blp@cs.stanford.edu>
72 Date: Wed, 1 Mar 2006 08:14:47 -0500
73
74 Greg Benson points out another potential TODO item for P1.
75
76 ----
77 One thing I recall:
78
79 The alarm tests do not test to see if multiple threads are woken up if
80 their timers have expired.  That is, students can write a solution
81 that just wakes up the first thread on the sleep queue rather than
82 check for additional threads.  Of course, the next thread will be
83 woken up on the next tick.  Also, this might be hard to test.
84
85 ---
86 Way to test this: (from Godmar Back)
87
88 Thread A with high priority spins until 'ticks' changes, then calls to
89 timer_sleep(X), Thread B with lower priority is then resumed, calls
90 set_priority to make its priority equal to that of thread A, then
91 calls timer_sleep(X), all of that before the next clock interrupt
92 arrives.
93
94 On wakeup, each thread records wake-up time and calls yield
95 immediately, forcing the scheduler to switch to the other
96 equal-priority thread. Both wake-up times must be the same (and match
97 the planned wake-up time.)
98
99 PS:
100 I actually tested it and it's hard to pass with the current ips setting.
101 The bounds on how quickly a thread would need to be able to return after
102 sleep appear too tight.  Need another idea.
103
104 From: "Godmar Back" <godmar@gmail.com>
105
106 For reasons I don't currently understand, some of our students seem
107 hesitant to include each thread in a second "all-threads" list and are
108 looking for ways to implement the advanced scheduler without one.
109
110 Currently, I believe, all tests for the mlfqs are such that all
111 threads are either ready or sleeping in timer_sleep(). This allows for
112 an incorrect implementation in which recent-cpu and priorities are
113 updated only for those threads that are on the alarm list or the ready
114 list.
115
116 The todo item would be a test where a thread is blocked on a
117 semaphore, lock or condition variable and have its recent_cpu decay to
118 zero, and check that it's scheduled right after the unlock/up/signal.
119
120 From: "Godmar Back" <godmar@gmail.com>
121 Subject: set_priority & donation - a TODO item
122 To: "Ben Pfaff" <blp@cs.stanford.edu>
123 Date: Mon, 20 Feb 2006 22:20:26 -0500
124
125 Ben,
126
127 it seems that there are currently no tests that check the proper
128 behavior of thread_set_priority() when called by a thread that is
129 running under priority donation.  The proper behavior, I assume, is to
130 temporarily drop the donation if the set priority is higher, and to
131 reassume the donation should the thread subsequently set its own
132 priority again to a level that's lower than a still active donation.
133
134  - Godmar
135
136 From: Godmar Back <godmar@gmail.com>
137 Subject: project 4 question/comment regarding caching inode data
138 To: Ben Pfaff <blp@cs.stanford.edu>
139 Date: Sat, 14 Jan 2006 15:59:33 -0500
140
141 Ben,
142
143 in section 6.3.3 in the P4 FAQ, you write:
144
145 "You can store a pointer to inode data in struct inode, if you want,"
146
147 Should you point out that if they indeed do that, they likely wouldn't
148 be able to support more than 64 open inodes systemwide at any given
149 point in time.
150
151 (This seems like a rather strong limitation; do your current tests
152 open more than 64 files?
153 It would also point to an obvious way to make the projects harder by
154 specifically disallowing that inode data be locked in memory during
155 the entire time an inode is kept open.)
156
157  - Godmar
158
159 From: Godmar Back <godmar@gmail.com>
160 Subject: on caching in project 4
161 To: Ben Pfaff <blp@cs.stanford.edu>
162 Date: Mon, 9 Jan 2006 20:58:01 -0500
163
164 here's an idea for future semesters.
165
166 I'm in the middle of project 4, I've started by implementing a buffer
167 cache and plugging it into the existing filesystem.  Along the way I
168 was wondering how we could test the cache.
169
170 Maybe one could adopt a similar testing strategy as in project 1 for
171 the MLQFS scheduler: add a function that reads "get_cache_accesses()"
172 and a function "get_cache_hits()".  Then create a version of pintos
173 that creates access traces for a to-be-determined workload.  Run an
174 off-line analysis that would determine how many hits a perfect cache
175 would have (MAX), and how much say an LRU strategy would give (MIN).
176 Then add a fudge factor to account for different index strategies and
177 test that the reported number of cache hits/accesses is within (MIN,
178 MAX) +/- fudge factor.
179
180 (As an aside - I am curious why you chose to use a clock-style
181 algorithm rather than the more straightforward LRU for your buffer
182 cache implementation in your sample solution. Is there a reason for
183 that?  I was curious to see if it made a difference, so I implemented
184 LRU for your cache implementation and ran the test workload of project
185 4 and printed cache hits/accesses.
186 I found that for that workload, the clock-based algorithm performs
187 almost identical to LRU (within about 1%, but I ran nondeterministally
188 with QEMU). I then reduced the cache size to 32 blocks and found again
189 the same performance, which raises the suspicion that the test
190 workload might not force any cache replacement, so the eviction
191 strategy doesn't matter.)
192
193 Godmar Back <godmar@gmail.com> writes:
194
195 > in your sample solution to P4, dir_reopen does not take any locks when
196 > changing a directory's open_cnt. This looks like a race condition to
197 > me, considering that dir_reopen is called from execute_process without
198 > any filesystem locks held.
199
200 * Get rid of rox--causes more trouble than it's worth
201
202 * Reconsider command line arg style--confuses everyone.
203
204 * Finish writing tour.
205
206 via Godmar Back:
207
208 * Get rid of mmap syscall, add sbrk.
209
210 * Make backtrace program accept multiple object file arguments,
211   e.g. add -u option to allow backtracing user program also.
212
213 * page-linear, page-shuffle VM tests do not use enough memory to force
214   eviction.  Should increase memory consumption.
215
216 * Add FS persistence test(s).
217
218 * process_death test needs improvement
219
220 * Internal tests.
221
222 * Improve automatic interpretation of exception messages.
223
224 * Userprog project:
225
226   - Mark read-only pages as actually read-only in the page table.  Or,
227     since this was consistently rated as the easiest project by the
228     students, require them to do it.
229
230   - Don't provide per-process pagedir implementation but only
231     single-process implementation and require students to implement
232     the separation?  This project was rated as the easiest after all.
233     Alternately we could just remove the synchronization on pid
234     selection and check that students fix it.
235
236 * Filesys project:
237
238   - Need a better way to measure performance improvement of buffer
239     cache.  Some students reported that their system was slower with
240     cache--likely, Bochs doesn't simulate a disk with a realistic
241     speed.
242
243 * Documentation:
244
245   - Add "Digging Deeper" sections that describe the nitty-gritty x86
246     details for the benefit of those interested.
247
248   - Add explanations of what "real" OSes do to give students some
249     perspective.
250
251 * Assignments:
252
253   - Add extra credit:
254
255     . Low-level x86 stuff, like paged page tables.
256
257     . Specifics on how to implement sbrk, malloc.
258
259     . Other good ideas.
260
261     . opendir/readdir/closedir
262
263     . everything needed for getcwd()
264
265 To add partition support:
266
267 - Find four partition types that are more or less unused and choose to
268   use them for Pintos.  (This is implemented.)
269
270 - Bootloader reads partition tables of all BIOS devices to find the
271   first that has the "Pintos kernel" partition type.  (This is
272   implemented.)  Ideally the bootloader would make sure there is
273   exactly one such partition, but I didn't implement that yet.
274
275 - Bootloader reads kernel into memory at 1 MB using BIOS calls.  (This
276   is implemented.)
277
278 - Kernel arguments have to go into a separate sector because the
279   bootloader is otherwise too big to fit now?  (I don't recall if I
280   did anything about this.)
281
282 - Kernel at boot also scans partition tables of all the disks it can
283   find to find the ones with the four Pintos partition types (perhaps
284   not all exist).  After that, it makes them available to the rest of
285   the kernel (and doesn't allow access to other devices, for safety).
286
287 - "pintos" and "pintos-mkdisk" need to write a partition table to the
288   disks that they create.  "pintos-mkdisk" will need to take a new
289   parameter specifying the type.  (I might have partially implemented
290   this, don't remember.)
291
292 - "pintos" should insist on finding a partition header on disks handed
293   to it, for safety.
294
295 - Need some way for "pintos" to assemble multiple disks or partitions
296   into a single image that can be copied directly to a USB block
297   device.  (I don't know whether I came up with a good solution yet or
298   not, or whether I implemented any of it.)
299
300 To add USB support:
301
302 - Needs to be able to scan PCI bus for UHCI controller.  (I
303   implemented this partially.)
304
305 - May want to be able to initialize USB controllers over CardBus
306   bridges.  I don't know whether this requires additional work or if
307   it's useful enough to warrant extra work.  (It's of special interest
308   for me because I have a laptop that only has USB via CardBus.)
309
310 - There are many protocol layers involved: SCSI over USB-Mass Storage
311   over USB over UHCI over PCI.  (I may be forgetting one.)  I don't
312   know yet whether it's best to separate the layers or to merge (some
313   of) them.  I think that a simple and clean organization should be a
314   priority.
315
316 - VMware can likely be used for testing because it can expose host USB
317   devices as guest USB devices.  This is safer and more convenient
318   than using real hardware for testing.
319
320 - Should test with a variety of USB keychain devices because there
321   seems to be wide variation among them, especially in the SCSI
322   protocols they support.  Should try to use a "lowest-common
323   denominator" SCSI protocol if any such thing really exists.
324
325 - Might want to add a feature whereby kernel arguments can be given
326   interactively, rather than passed on-disk.  Needs some though.