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so:dispatcher [2023/03/29 15:31] – mazieroso:dispatcher [2024/07/16 17:22] (atual) – [Uso do Valgrind] maziero
Linha 1: Linha 1:
 +====== Despachante de tarefas ======
 +
 +:!: alterações na interface em 03/2023 
 +
 +{{ :so:ppos_03_dispatcher.mkv |Vídeo deste projeto}}
 +
 +Você irá construir um despachante de tarefas baseado em duas entidades: uma tarefa //dispatcher//, responsável pelo controle geral, e uma função //scheduler//, responsável por determinar qual a próxima tarefa a executar a cada troca de contexto. A figura abaixo ilustra o funcionamento geral do sistema:
 +
 +{{ dispatcher.png?700 |}}
 +
 +A seguinte chamada para a execução da tarefa atual e retorna ao //dispatcher//:
 +
 +<code c>
 +void task_yield () ;
 +</code>
 +
 +O que deve fazer essa função:
 +
 +  - coloca a tarefa atual no fim da fila de prontas
 +  - muda o estado da tarefa atual para ''PRONTA''
 +  - devolve a CPU ao despachante
 +
 +<note tip>
 +Sugestão: use a função ''task_switch()'' para implementar ''task_yield()''.
 +</note>
 +
 +===== Observações =====
 +
 +  * O //dispatcher// deve ser implementado como uma tarefa, a ser iniciada usando a chamada ''task_init'' durante a inicialização do sistema (execução de ''ppos_init'').
 +  * O programa principal inicia todas as tarefas de usuário e passa o controle para a tarefa //dispatcher//, que só encerra quando não existirem mais tarefas de usuário a executar.
 +  * Será necessário implementar uma fila de tarefas prontas, usando a biblioteca de filas genéricas desenvolvida anteriormente.
 +  * A **política de escalonamento** será definida por uma função ''scheduler()'', chamada pelo //dispatcher// para decidir qual a próxima tarefa a ativar. Neste projeto, deve ser implementada uma política FCFS.
 +  * Quando uma tarefa encerrar, o controle volta ao //dispatcher// e este libera as estruturas de dados alocadas para a tarefa.
 +  * quando o //dispatcher// encerrar, a chamada ''task_exit'' deve encerrar o programa chamando ''exit''.
 +
 +O código do corpo da tarefa //dispatcher// deve seguir +/- o seguinte modelo (simplificado):
 +
 +<code>
 +função dispatcher
 +início
 +   // retira o dispatcher da fila de prontas, para evitar que ele ative a si próprio
 +   queue_remove (...)
 +
 +   // enquanto houverem tarefas de usuário
 +   enquanto ( userTasks > 0 )
 +
 +      // escolhe a próxima tarefa a executar
 +      próxima = scheduler ()
 +
 +      // escalonador escolheu uma tarefa?      
 +      se próxima ≠ NULO então
 +
 +         // transfere controle para a próxima tarefa
 +         task_switch (próxima)
 +         
 +         // voltando ao dispatcher, trata a tarefa de acordo com seu estado
 +         caso o estado da tarefa "próxima" seja:
 +            PRONTA    : ...
 +            TERMINADA : ...
 +            SUSPENSA  : ...
 +            (etc)
 +         fim caso         
 +
 +      fim se
 +
 +   fim enquanto
 +
 +   // encerra a tarefa dispatcher
 +   task_exit(0)
 +fim
 +</code>
 +
 +Sua implementação deve funcionar com {{pingpong-dispatcher.c|este código}}. A saída da execução deve ser igual a {{pingpong-dispatcher.txt|este exemplo}}.
 +
 +===== Uso do Valgrind =====
 +
 +O [[https://valgrind.org|Valgrind]] é uma ferramenta poderosa para a depuração de problemas de memória, que pode ser muito útil neste projeto. Entretanto, o uso de trocas de contexto em modo usuário confunde esse depurador e gera uma imensa quantidade de avisos errôneos.
 +
 +Para poder usar o Valgrind corretamente neste projeto, deve-se informar ao Valgrind que estão sendo usados vários contextos com pilhas separadas. Isso é feito através de algumas alterações no código-fonte.
 +
 +Primeiro, deve-se incluir o arquivo de cabeçalhos do Valgrind:
 +
 +<code c>
 +#include <valgrind/valgrind.h>
 +</code>
 +
 +No descritor de cada tarefa, deve-se incluir um campo para uso do Valgrind:
 +
 +<code c>
 +struct task_t
 +{
 +  ...
 +  int vg_id ; // ID da pilha da tarefa no Valgrind
 +  ...
 +}
 +</code>
 +
 +Após a alocação da pilha de cada tarefa, deve-se **registrar** essa pilha junto ao Valgrind:
 +
 +<code c>
 +// aloca a pilha da tarefa
 +task->stack = malloc (STACKSIZE) ;
 +if (!task->stack)
 +  return (-1) ;
 +
 +// registra a pilha da tarefa no Valgrind
 +task->vg_id = VALGRIND_STACK_REGISTER (task->stack, task->stack + STACKSIZE);
 +</code>
 +
 +Finalmente, quando a pilha da tarefa for liberada, deve-se **desfazer o registro** dessa pilha no Valgrind:
 +
 +<code c>
 +// libera a pilha da tarefa
 +free (task->stack) ;
 +
 +// dezfaz o registro da pilha no Valgrind
 +VALGRIND_STACK_DEREGISTER (task->vg_id);
 +</code>
 +
 +Mais informações sobre essas macros e o uso avançado do Valgrind podem ser obtidas [[https://valgrind.org/docs/manual/manual-core-adv.html|nesta página]].
 +===== Outras informações =====
 +
 +  * Duração estimada: 5 horas.
 +  * Dependências:
 +    * [[Biblioteca de Filas]]
 +    * [[Gestão de Tarefas]]