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Nachos的线程管理模块升级

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1 操作系统实践设计报告

学号 姓名

一． 作业题目

Nachos的线程管理模块升级

二． 本作业要求

本实习项目希望通过修改Nachos系统平台的底层源代码来实现以下目标：

1. 扩充线程数据结构。增加“用户ID、线程ID”两个数据成员，同时在Nachos现有的线程管理机制中增加对这两个数据成员的维护机制。(必选)

2. 扩展现有的线程状态。Nachos平台中的线程状态只有“初启态”、“就绪态”、“阻塞态”、“运行态”四种情况。请增加“挂起（suspending）”这个状态，所谓“挂起”是指当前的线程映象保存在磁盘文件而不是内存中。“挂起”状态是未来实现“虚拟内存管理”的重要基础。

3. 修改线程调度算法。将Nachos平台的线程管理机制调整为“抢占式”。具体可选择“时间片轮转”、“优先级调度”、“多级队列”等不同的调度算法。(必选)

4. 增加全局性的线程管理机制。扩充Nachos平台的现有操作命

2 令，例如可以增加一个名为“ThreadView”的命令，执行该命令，可以在屏幕上显示目前所有存在的线程信息，包括“用户ID“、“线程ID”、“当前状态”等。

5. 实现一个同步与互斥的例子。在完成以上修改后，可编写一个实例程序，来实现某个“同步－互斥”经典问题的正确解法。例如可选择“哲学家就餐”问题，实例程序会创建5个哲学家线程，这些线程拥有同样的用户ID，可以遵循“信号量”机制来正确的运行。也可以选择“生产者－消费者”问题、“睡眠理发师问题”等其他经典IPC问题。（可选）

三． 实践过程详细说明

1.扩充线程数据结构：在Thread类中增加线程ID，增加整形变量tid，增加全局变量id_port对tid进行管理，tid的分配是从0开始扫描直到最大的线程数，看是否已经被分配，寻找到一个最小的未被分配的tid分配给新建的线程，可以增加一些函数来维护线程ID。因为没有理解用户ID号是什么，所以在这次的实验中没有扩充用户ID。

2.扩展现有的线程状态：在ThreadStatus中增加俩个元素STATIC_READY和STATIC_BLOCKED状态，增加了俩个成

3 员函数Thread::suspend()和Thread::active()，分别为挂起线程和激活线程。在挂起时，判断线程的状态，若为正在运行或者就绪，则把线程状态修改为STATIC_READY；若为阻塞，则修改为STATIC_BLOCKED，并把此线程加入挂起队列中。在active()中根据给定的线程的id在挂起队列中找到指定线程并修改其状态。

注： 由于时间有限，如何把线程保存到磁盘文件中的功能未实现。

3.修改线程调度算法：分为时间片轮转和多级队列算法。时间片轮转算法中要求每个进程每个进程依次按时间片轮流执行，时间片用完则计时器触发一中断，重新调度，在一给定的时间内，就绪进程均能获得一时间片的执行时间。 多级队列算法根据作业的性质或类型的不同，将就绪进程队列再分为若干个独立于队列，每个队列采用一种算法。因此在scheduler.h增加了两个就绪进程队列，为各队列分配一定的占用CPU的时间比例来处理各队列之间的关系。

1)就绪队列按时间片大小划分，时间片愈小，优先权愈高；

(2)进程不固定在一个队列中，新创建进程最高优先权队列，时间片到尚未完成的进程下一级优先队列的末尾；

四． 代码修改及评测说明

代码修改主要有：

4 1.扩充线程数据结构：

在Thread.h中声明pritave 的成员变量 uid 和 tid，在system.h中声明extern int* id_port

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6 2.扩展现有的线程状态：

在system.h中声明extern List* hook_list，在中声明Thread::suspend()和Thread::active(int thread_id)，在中声明List::Remove_At(int num)和List::visit(int num)

3.修改线程调度算法：

在thread.h中声明private int level,在中修改了Scheduler::ReadyToRun(Thread *thread)和修改了Scheduler::FindNexToRun()，在scheduler.h中声明了private

List *readyList1和 List *readyList2

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4.运行结果：

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每行输出结果结构为 用户id 线程号 已经使用的时间片数。一开始时我们使用系统提供的时钟中断来分割时间片，但由于难以

12 保证一个时间片中输出一句，影响演示效果，故在test函数中每次输出做一次强制切换，让每次循环模拟一个时间片。从开始可见，先调用最优先队列中的线程，每个线程只允许运行2个时间片。然后开始从1级队列调度。在1号线程完成第五个时间片的时候，新进入了线程5，由于线程5进入了最优先队列，故5号线程抢占CPU直接开始调用。

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firmware升级流程

firmware升级流程

firmware升级流程

概述

AN5116-02系统中，EC2以及各种ONU的芯片firmware版本均由TEKNOCUS公司提供，且更新比较频繁。目前最新中试的版本为R140，而工程是普遍使用的为R105版本，因此，工程上的AN5116-02系统迫切需要升级以满足新的功能需求和爱护要求。一样情形下，我们可通过图形网管命令直截了当对局/远端的芯片firmware升级。参考拓扑图如下：

升级操作方法

升级的对象要紧有EC2的firmware和ONU的firmware两项，每一项目又分为三个子项：boot程序，app程序和personality程序（boot可能不是必需的）。升级时，我们不关怀三个子项的名称，仅关怀这些程序是属于EC2的，依旧ONU的，如果我们要升级的子项是EC2上的，则应在图形网管上选择升级“EC2 firmware”;反之，如果是ONU上的子项升级，则应在图形网管上选择升级“ONU firmware”。另外，boot，app,personality这三个子项一样是严格按照顺序来升级的，即先升级boot，然后是app，最后是personality。升级时，待升级的对象必须在位，如果是ONU，它应该是差不多授权了的状态。

下面介绍整个升级流程。

假设目前网管具有以下条件：

网管服务器ip地址为10.26.1.2/16

欲使用的FTP服务器的用户名为test , 密码为test 文件名目为D:\

ONU的授权号为5，其对应在线的EC2槽位号为2。

第一预备好FTP服务器和要升级的所有文件：

打开FTP server 软件，并设置用户名和密码均为test，文件存放名目为D:\ 。

O

L

T O

D

N ONU1

ONUn 网管服务器/

FTP Server 预备好升级文件。按照归档提供的*.tkf文件编辑好ONU的personality文件（编辑方法见文档后的附录），并任意改好文件名，如ec2_f , ec2_f , ec2_f ，onu_f , onu_f , onu_f，分别放置于FTP对应的名目D:\下。注意文件名不要太长，应在网管能识别的范畴之类，一样来讲，包括后缀名在内，文件名不应超过16个字符。

NetApp2040在HA环境下的BIOS升级方法

NetApp2040在HA环境下的BIOS升级方法

NetApp 2040 在群集环境下的BIOS升级方法

备注：本方案是描述NetApp 2040设备在群集环境下的BIOS升级方法，并且当前OS为7.3.3。

准备工作

确认HA工作是否正常：

1. 登录NetApp的官网，输入用户名

2. 选择“download”下面的“Utility Toolchest”

3. 选择HA工具

4. 在Linux的操作系统中，运行cgi程序

5. 过程如下：

不断输入两个机头的密码直至各项内容检查结束。

6. 如果一切正确的话会如下显示：

PS：如果遇到网络错误，可能是网卡设置有问题，用netapp’管理工具登录。

1. 展开工具的导航，至如下位置：

2. 选择对应的做HA的网卡

模式为shared。Partner的接口为对方的接口。

下载对应的BIOS固件：

1. 登录netapp网站

2. 选择firmware

3. 选择“System Firmware”

4. 选择2040

5. 下一步

6. 下载

升级步骤：

1、 进入Netapp官网，找到需要下载的BIOS更新包（以本方案为例，netapp 2040，需要更新BISO到6.1，因此下载对应的30801835.zip文件）。内网找一台HTTP的服务器，让组件包能从Web服务器下载。

在Netapp01机头上，运行software install http://。。。。。

2、安装操作。命令：download -d

3、安装完成：

4、Netapp02机头接管命令: cf takeover

5、查看是否接管成功

5、接管后，netapp01号机头自然重启，重启后，netapp01会应用新的bios。

6、大约10分钟后，netapp02号机头可以释放控制权给01机头。

Netapp02上的操作和01上大致差不多。

1、下载组件包

2、安装组件包

3、安装完成

4、01机头接管02机头，02机头自动重启。

npm版本升级命令

npm版本升级命令

npm版本升级命令

node有⼀个模块叫n，是专门⽤来管理node.js的版本的。

1.⾸先安装n模块

1 npm install -g n

n模块专门⽤来管理nodejs的版本。

如果出现npm ERR! notsup Unsupported platform for n@2.1.8: wanted {“os”:"!win32",“arch”:“any”} (current: {“os”:“win32”,“arch”:“x64”})

这样错误信息，在命令后⾯加上 --force 重新运⾏

2. 升级node.js到最新稳定版

n stable

3.升级到指定的版本

例如升级到6.1.16

n 6.1.16

4.⼀些常见的命令

npm -v #显⽰版本，检查npm 是否正确安装。

npm install express #安装express模块

npm install -g express #全局安装express模块

npm list #列出已安装模块

npm show express #显⽰模块详情

npm update #升级当前⽬录下的项⽬的所有模块

npm update express #升级当前⽬录下的项⽬的指定模块

npm update -g express #升级全局安装的express模块

npm uninstall express #删除指定的模块

THREADX操作系统各模块详解第一部分

THREADX操作系统各模块详解第一部分

THREADX深入学习

简介

最近在做THREADX移植项目，所以在开始学习THREADX操作系统。想把自己学到的东西总结一下。学习操作系统时，按照领导的意思把操作系统进行模块划分。通过查找资料将操作系统划分为任务调度模块、任务管理模块、任务间同步和通信模块、内存管理模块、中断管理模块、时钟管理模块。下面将分别对各个模块进行分析和研究。我将深入介绍各个模块的工作原理，通过此文档能对操作系统的工作原理有深入的了解。首先得我的分析是针对MIPS、ARM、251内核进行分析。

我移植的平台是16位的251平台。个人认为移植一个操作系统，首先对操作系统的内核调度原理必须十分清楚，然后对你的移植平台架构、指令集也要十分清楚，比如说下面几个方面：

1、子程序调用时PC值是怎么被保存得（MPIS，将子程序的返回值存放在了RA寄存器中，251是PC自动入栈（ECALL指令）退出时使用ERET等指令，ARM是在LR寄存器中要计算相应减去的数值）。

2、中断发生时（251PC自动入栈但顺序和子程序调用压入顺序不一样，中断返回使用RETI指令。MIPS，PC是被存入了EPC寄存器中，使用eret指令。ARM，LR中数值的计算，赋值给PC即可）

2.任务调度

操作系统的核心模块就是内核调度。首先要弄清楚其调度原理。带着下面几个问题去思考。

1、任务入口函数第一次是怎么被执行的。

2、任务是怎么被切换的。

3、任务是怎么被抢占的。

以上几个问题是任务调度的核心。带着这几个问题去看内核源码发现任务调度使用的方法就是任务栈和系统栈，内核利用入栈和出栈完成对任务的调度和切换。而任务被调度起来是依靠timer驱动来工作。基于此分析可以得出内核调度重点是以下几个方面：

1、明白任务栈的构建方式，即任务创建时初始化任务堆栈时保存的数据。这些数据要根据具体的硬件平台去实现，这个栈的初始化就是解决上面的第一个问题的。因为在内核调度时，任务第一次被执行是出此栈来执行对应的入口函数的。对于栈我们要明白任务栈和系统栈的区别，要针对不同的硬件平台而做不同的设计。任务栈有两种类型，一种叫做中断类型栈，是在产生中断保存任务上下文到任务栈空间的数据，其出栈方式是要利用中断返回时的出栈方式；另外一种栈叫做用任务栈是任务在执行过程中自挂起时需要把CPU控制权重新交给调度器的时候需要把当前的任务上下文进行保护，在任务出此栈的时候要用子程序返回的方式去出栈。系统栈主要系统内核自己需要使用的栈。移植过程中我们可能要不断的切换SP在这两个栈之间。也可能只用系统的SP，不切换只是来回的复制两个栈空间的内容（如51系列）。