pintos-os.org Git - pintos-anon/blob - src/threads/thread.h

   1 #ifndef THREADS_THREAD_H
   2 #define THREADS_THREAD_H
   3
   4 #include <debug.h>
   5 #include <list.h>
   6 #include <stdint.h>
   7
   8 /* States in a thread's life cycle. */
   9 enum thread_status
  10   {
  11     THREAD_RUNNING,     /* Running thread. */
  12     THREAD_READY,       /* Not running but ready to run. */
  13     THREAD_BLOCKED,     /* Waiting for an event to trigger. */
  14     THREAD_DYING        /* About to be destroyed. */
  15   };
  16
  17 /* Thread identifier type.
  18    You can redefine this to whatever type you like. */
  19 typedef int tid_t;
  20 #define TID_ERROR ((tid_t) -1)          /* Error value for tid_t. */
  21
  22 /* Thread priorities. */
  23 #define PRI_MIN 0                       /* Lowest priority. */
  24 #define PRI_DEFAULT 31                  /* Default priority. */
  25 #define PRI_MAX 63                      /* Highest priority. */
  26
  27 /* A kernel thread or user process.
  28
  29    Each thread structure is stored in its own 4 kB page.  The
  30    thread structure itself sits at the very bottom of the page
  31    (at offset 0).  The rest of the page is reserved for the
  32    thread's kernel stack, which grows downward from the top of
  33    the page (at offset 4 kB).  Here's an illustration:
  34
  35         4 kB +---------------------------------+
  36              |          kernel stack           |
  37              |                |                |
  38              |                |                |
  39              |                V                |
  40              |         grows downward          |
  41              |                                 |
  42              |                                 |
  43              |                                 |
  44              |                                 |
  45              |                                 |
  46              |                                 |
  47              |                                 |
  48              |                                 |
  49              +---------------------------------+
  50              |              magic              |
  51              |                :                |
  52              |                :                |
  53              |               name              |
  54              |              status             |
  55         0 kB +---------------------------------+
  56
  57    The upshot of this is twofold:
  58
  59       1. First, `struct thread' must not be allowed to grow too
  60          big.  If it does, then there will not be enough room for
  61          the kernel stack.  Our base `struct thread' is only a
  62          few bytes in size.  It probably should stay well under 1
  63          kB.
  64
  65       2. Second, kernel stacks must not be allowed to grow too
  66          large.  If a stack overflows, it will corrupt the thread
  67          state.  Thus, kernel functions should not allocate large
  68          structures or arrays as non-static local variables.  Use
  69          dynamic allocation with malloc() or palloc_get_page()
  70          instead.
  71
  72    The first symptom of either of these problems will probably be
  73    an assertion failure in thread_current(), which checks that
  74    the `magic' member of the running thread's `struct thread' is
  75    set to THREAD_MAGIC.  Stack overflow will normally change this
  76    value, triggering the assertion. */
  77 /* The `elem' member has a dual purpose.  It can be an element in
  78    the run queue (thread.c), or it can be an element in a
  79    semaphore wait list (synch.c).  It can be used these two ways
  80    only because they are mutually exclusive: only a thread in the
  81    ready state is on the run queue, whereas only a thread in the
  82    blocked state is on a semaphore wait list. */
  83 struct thread
  84   {
  85     /* Owned by thread.c. */
  86     tid_t tid;                          /* Thread identifier. */
  87     enum thread_status status;          /* Thread state. */
  88     char name[16];                      /* Name (for debugging purposes). */
  89     uint8_t *stack;                     /* Saved stack pointer. */
  90     int priority;                       /* Priority. */
  91
  92     /* Shared between thread.c and synch.c. */
  93     struct list_elem elem;              /* List element. */
  94
  95 #ifdef USERPROG
  96     /* Owned by userprog/process.c. */
  97     uint32_t *pagedir;                  /* Page directory. */
  98 #endif
  99
 100     /* Owned by thread.c. */
 101     unsigned magic;                     /* Detects stack overflow. */
 102   };
 103
 104 /* If false (default), use round-robin scheduler.
 105    If true, use multi-level feedback queue scheduler.
 106    Controlled by kernel command-line options "-o mlfqs".
 107    Note that the command line is not parsed until well after
 108    thread_init() is called. */
 109 extern bool thread_mlfqs;
 110
 111 void thread_init (void);
 112 void thread_start (void);
 113
 114 void thread_tick (void);
 115 void thread_print_stats (void);
 116
 117 typedef void thread_func (void *aux);
 118 tid_t thread_create (const char *name, int priority, thread_func *, void *);
 119
 120 void thread_block (void);
 121 void thread_unblock (struct thread *);
 122
 123 struct thread *thread_current (void);
 124 tid_t thread_tid (void);
 125 const char *thread_name (void);
 126
 127 void thread_exit (void) NO_RETURN;
 128 void thread_yield (void);
 129
 130 int thread_get_priority (void);
 131 void thread_set_priority (int);
 132
 133 int thread_get_nice (void);
 134 void thread_set_nice (int);
 135 int thread_get_recent_cpu (void);
 136 int thread_get_load_avg (void);
 137
 138 #endif /* threads/thread.h */