Improve basic alarm clock test.
[pintos-anon] / src / threads / test.c
index 6f7d10ec6b4c77b51ed33899d71e9784454c1268..2aeb91001aaa5351d396874a6ac7051d3e0da9c0 100644 (file)
+/* Problem 1-1: Alarm Clock tests.
+
+   Creates N threads, each of which sleeps a different, fixed
+   duration, M times.  Records the wake-up order and verifies
+   that it is valid. */
+
 #include "threads/test.h"
 #include <stdio.h>
+#include "threads/malloc.h"
 #include "threads/synch.h"
 #include "threads/thread.h"
 #include "devices/timer.h"
 
-static void test_sleep_once (void);
+#ifdef MLFQS
+#error This test not applicable with MLFQS enabled.
+#endif
+
+static void test_sleep (int thread_cnt, int iterations);
 
 void
 test (void) 
 {
-  test_sleep_once ();
-//  test_sleep_multiple ();
+  /* Easy test: 5 threads sleep once each. */
+  test_sleep (5, 1);
+
+  /* Somewhat harder test: 5 threads sleep 7 times each. */
+  test_sleep (5, 7);
 }
 \f
-struct sleep_once_data 
+/* Information about the test. */
+struct sleep_test 
+  {
+    int64_t start;              /* Current time at start of test. */
+    int iterations;             /* Number of iterations per thread. */
+
+    /* Output. */
+    struct lock output_lock;    /* Lock protecting output buffer. */
+    int *output_pos;            /* Current position in output buffer. */
+  };
+
+/* Information about an individual thread in the test. */
+struct sleep_thread 
   {
+    struct sleep_test *test;     /* Info shared between all threads. */
+    int id;                     /* Sleeper ID. */
     int duration;               /* Number of ticks to sleep. */
-    volatile int *counter;      /* Counter to check. */
-    struct semaphore done;      /* Completion semaphore. */
-    struct thread *thread;      /* Thread. */
+    int iterations;             /* Iterations counted so far. */
   };
 
-static void sleep_once (void *);
+static void sleeper (void *);
 
+/* Runs THREAD_CNT threads thread sleep ITERATIONS times each. */
 static void
-test_sleep_once (void
+test_sleep (int thread_cnt, int iterations
 {
-  struct sleep_once_data t[5];
-  const int t_cnt = sizeof t / sizeof *t;
-  volatile int counter;
+  struct sleep_test test;
+  struct sleep_thread *threads;
+  int *output, *op;
+  int product;
   int i;
 
-  printf ("\nTesting one sleep per thread...\n");
+  printf ("\n"
+          "Creating %d threads to sleep %d times each.\n"
+          "Thread 0 sleeps 10 ticks each time,\n"
+          "thread 1 sleeps 20 ticks each time, and so on.\n"
+          "If successful, product of iteration count and\n"
+          "sleep duration will appear in nondescending order.\n\n"
+          "Running test...  ",
+          thread_cnt, iterations);
 
-  /* Start all the threads. */
-  counter = 0;
-  for (i = 0; i < t_cnt; i++)
+  /* Allocate memory. */
+  threads = malloc (sizeof *threads * thread_cnt);
+  output = malloc (sizeof *output * iterations * thread_cnt * 2);
+  if (threads == NULL || output == NULL)
+    PANIC ("couldn't allocate memory for test");
+
+  /* Initialize test. */
+  test.start = timer_ticks () + 100;
+  test.iterations = iterations;
+  lock_init (&test.output_lock, "output");
+  test.output_pos = output;
+
+  /* Start threads. */
+  ASSERT (output != NULL);
+  for (i = 0; i < thread_cnt; i++)
     {
+      struct sleep_thread *t = threads + i;
       char name[16];
-      snprintf (name, sizeof name, "once %d", i);
+      
+      t->test = &test;
+      t->id = i;
+      t->duration = (i + 1) * 10;
+      t->iterations = 0;
 
-      t[i].duration = i * 10;
-      t[i].counter = &counter;
-      sema_init (&t[i].done, 0, name);
-      t[i].thread = thread_create (name, sleep_once, &t[i]);
+      snprintf (name, sizeof name, "thread %d", i);
+      thread_create (name, PRI_DEFAULT, sleeper, t);
     }
   
-  /* Wait for all the threads to finish. */
-  for (i = 0; i < t_cnt; i++) 
+  /* Wait long enough for all the threads to finish. */
+  timer_sleep (100 + thread_cnt * iterations * 10 + 100);
+  printf ("done\n\n");
+
+  /* Acquire the output lock in case some rogue thread is still
+     running. */
+  lock_acquire (&test.output_lock);
+
+  /* Print completion order. */
+  product = 0;
+  for (op = output; op < test.output_pos; op++) 
     {
-#ifdef THREAD_JOIN_IMPLEMENTED
-      thread_join (t[i].thread);
-#else
-      sema_down (&t[i].done);
-#endif
+      struct sleep_thread *t;
+      int new_prod;
+
+      ASSERT (*op >= 0 && *op < thread_cnt);
+      t = threads + *op;
+
+      new_prod = ++t->iterations * t->duration;
+        
+      printf ("thread %d: duration=%d, iteration=%d, product=%d\n",
+              t->id, t->duration, t->iterations, new_prod);
+      
+      if (new_prod >= product)
+        product = new_prod;
+      else
+        printf ("FAIL: thread %d woke up out of order (%d > %d)!\n",
+                t->id, product, new_prod);
     }
 
-  printf ("...done\n");
+  /* Verify that we had the proper number of wakeups. */
+  for (i = 0; i < thread_cnt; i++)
+    if (threads[i].iterations != iterations)
+      printf ("FAIL: thread %d woke up %d times instead of %d\n",
+              i, threads[i].iterations, iterations);
+  
+  printf ("Test complete.\n");
+
+  free (output);
+  free (threads);
 }
 
+/* Sleeper thread. */
 static void
-sleep_once (void *t_) 
+sleeper (void *t_) 
 {
-  struct sleep_once_data *t = t_;
-
-  /* Sleep. */
-  timer_sleep (t->duration);
+  struct sleep_thread *t = t_;
+  struct sleep_test *test = t->test;
+  int i;
 
-  /* Check ordering. */
-  if (*t->counter > t->duration)
-    printf ("%s: Out of order sleep completion (%d > %d)!\n",
-            thread_name (thread_current ()),
-            *t->counter, t->duration);
-  else 
+  for (i = 1; i <= test->iterations; i++) 
     {
-      *t->counter = t->duration;
-      printf ("%s: Sleep %d complete\n",
-              thread_name (thread_current ()), t->duration);
-    }
+      int64_t sleep_until = test->start + i * t->duration;
+      timer_sleep (sleep_until - timer_ticks ());
 
-  /* Signal completion. */
-  sema_up (&t->done);
+      lock_acquire (&test->output_lock);
+      *test->output_pos++ = t->id;
+      lock_release (&test->output_lock);
+    }
 }
-