Gestão de Tarefas

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Objetivo: construir as funções básicas de gestão de tarefas usando as funções de troca de contexto vistas no projeto anterior.

Descritor de tarefa

Esta estrutura é o descritor de cada tarefa (TCB - Task Control Block), a ser definida no arquivo ppos_data.h: 

typedef struct task_t
{
   struct task_t *prev, *next ;   // para a biblioteca de filas (cast)
   int tid ;                      // ID da tarefa
   ...                            // demais informações da tarefa
} task_t ;

Interface

As seguintes funções devem ser implementadas:

Inicializa o sistema

void ppos_init ()

Esta função inicializa as estruturas internas do SO. Por enquanto, conterá apenas algumas inicializações de variáveis e a seguinte instrução, que desativa o buffer utilizado pela função printf, para evitar condições de disputa que podem ocorrer nesse buffer ao usar as funções de troca de contexto: 

/* desativa o buffer da saida padrao (stdout), usado pela função printf */
setvbuf (stdout, 0, _IONBF, 0) ;

Cria uma nova tarefa

int task_create (task_t *task, void (*start_routine)(void *),  void *arg)
  • task: estrutura que referencia a tarefa criada
  • start_routine: função que será executada pela tarefa
  • arg: parâmetro a passar para a tarefa que está sendo criada
  • retorno: o ID da task ou valor negativo, se houver erro

Atenção: deve ser previsto um descritor de tarefa que aponte para o programa principal (que exercerá a mesma função da variável ContextMain no programa contexts.c).

Transfere o processador para outra tarefa

int task_switch (task_t *task)
  • task: tarefa que irá assumir o processador
  • retorno: valor negativo se houver erro, ou zero

Esta é a operação básica de troca de contexto, que encapsula a função swapcontext. Ela será chamada sempre que for necessária uma troca de contexto.

Termina a tarefa corrente

Cutting off a branch 

void task_exit (int exit_code)
  • exit_code : código de término devolvido pela tarefa corrente (ignorar este parâmetro por enquanto, pois ele somente será usado mais tarde).

Quando uma tarefa encerra, o controle deve retornar à tarefa main. Esta chamada será implementada usando task_switch.

Informa o identificador da tarefa corrente

int task_id ()
  • retorno: Identificador numérico (ID) da tarefa corrente, que deverá ser 0 para main, ou um valor positivo para as demais tarefas. Esse identificador é único: não devem existir duas tarefas com o mesmo ID.

Observações

A implementação completa deste projeto compreende definir os tipos e estruturas de dados necessários para gerenciar as tarefas e implementar as funções acima descritas, comentando detalhadamente o código.

A convenção de estruturação de código em C deverá ser respeitada:

  • ppos_data.h: definições de dados globais (esqueleto: ppos_data.h)
    • constantes e macros globais
    • definições dos tipos e estruturas de dados globais
  • ppos.h: interface do SO (fornecido: ppos.h, não alterar)
    • protótipos das funções públicas
  • ppos_core.c: contém as definições internas do sistema:
    • constantes e macros internas
    • definições dos tipos e estruturas de dados internas
    • funções internas
    • implementações das funções públicas

Capriche na implementação, pois esse código será a base de todos os projetos posteriores. Todos os avisos de compilação gerados com o flag -Wall serão descontados!

Validação

Seu código deve funcionar adequadamente com os programas de teste abaixo indicados, fornecendo as saídas esperadas:

O primeiro programa de teste corresponde ao código contexts.c do projeto anterior, reescrito com as novas funções. Comparar os dois códigos pode ajudar a compreender o que deve ser implementado em cada função.

Compile da seguinte forma: 

$ cc -Wall ppos_core.c pingpong-tasks1.c

Se desejar mais detalhes da compilação, pode usar o flag -Wextra: 

$ cc -Wextra ppos_core.c pingpong-tasks1.c

Depuração

Todas as funções implementadas devem gerar mensagens de depuração, que permitam acompanhar a execução das tarefas, como no exemplo a seguir: 

task_create: criou tarefa 23
task_switch: trocando contexto 14 -> 23
task_exit: tarefa 23 sendo encerrada
...

Essas mensagens de depuração somente deverão ser geradas se a contante global DEBUG estiver definida, usando compilação condicional: 

#ifdef DEBUG
printf ("task_create: criou tarefa %d\n", task->id) ;
#endif

A constante DEBUG pode ser definida no código-fonte: 

#define DEBUG

ou na linha de comando, no momento da compilação: 

$ cc -Wall -o teste -DDEBUG ppos_core.c pingpong-tasks1.c

Outras informações