Gestão de Tarefas

alterações na interface em 03/2023

Vídeo deste projeto

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

Cada tarefa existente no sistema deve ter uma estrutura que a representa, ou seja, um descritor de tarefa (TCB - Task Control Block). O tipo dessa estrutura deve ser definido no arquivo ppos_data.h:

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

As seguintes funções devem ser implementadas:

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) ;

int task_init (task_t *task, void (*start_routine)(void *),  void *arg) 

• task: estrutura que referencia a tarefa a ser iniciada
• start_routine: função que será executada pela tarefa
• arg: parâmetro a passar para a tarefa que está sendo iniciada
• retorno: o ID (>0) da nova tarefa ou um 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).

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.

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).

Neste projeto, quando uma tarefa encerra, o controle deve retornar à tarefa main. Isso é feito usando usando task_switch.

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.

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

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

• programa de teste 1 e sua saída esperada
• programa de teste 2 e sua saída esperada
• programa de teste 3 e sua saída esperada

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

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

task_init: iniciada 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_init: iniciada 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

• Duração estimada: 4 horas.
• Dependências:
  • Trocas de contexto