国内建站平台,wordpress 批量,网站添加新闻栏怎么做,湛江网站优化快速排名文章目录 一、Memory allocator简介提示实验代码实验结果 二、Buffer cache简介提示实验代码实验结果 该实验将重构某些代码以提高并发度。
首先切换到lock分支#xff1a;
git fetchgit checkout lockmake clean
一、Memory allocator
简介
user/kalloctest 这个程序会对… 文章目录 一、Memory allocator简介提示实验代码实验结果 二、Buffer cache简介提示实验代码实验结果 该实验将重构某些代码以提高并发度。
首先切换到lock分支
git fetchgit checkout lockmake clean
一、Memory allocator
简介
user/kalloctest 这个程序会对xv6的内存分配器进行压力测试该测试中三个进程会扩大缩小其地址空间(使用 kalloc、kfree)而这会导致 kmem.lock 的竞争。该测试会在 acquire 中打印出为了获取锁而循环等待的次数这可以作为锁竞争的粗略指标。在未进行任何优化前打印如下图 这里竞争严重的问题原因是空闲内存由一个链表来维护多个核情况下存在并发竞争需要锁来保护。因此一个简单的思想是每个核都维护一个空闲链表每个核的空闲链表拥有自己专门的锁来保证并发安全。需要注意的是我们要处理一个核的空闲链表已经没有内存了但另外一个核的空闲链表还存在空闲内存的情况即需要有内存窃取机制。
提示
你可以使用kernel/param.h中定义的常量NCPU让freerange函数返回所有的空闲内存给运行 freerange 的cpu可以使用 cpuid 来获取当前cpu的id但是需要关闭中断可以使用push_off() 和 pop_off()控制中断的开关可以使用xv6的race detector来辅助定位问题其可以帮助检查内存是否重复分配如果存在内存分配竞争其将会打印如下内容 make cleanmake KCSAN1 qemukalloctest 可以将 race detector 打印的内容通过 riscv64-linux-gnu-addr2line -e kernel/kernel 转换成对应的函数名
实验代码
本实验主要修改内存申请释放模块即主要修改kalloc.c文件。
将空闲链表分为每个cpu一个且每个cpu一个锁修改 kinit() 初始化每个cpu的空闲链表修改kalloc()分配内存时通过 cpuid() 获取当前cpu id从自己的空闲链表中获取内存kfree()同理kalloc()中需要添加内存盗取逻辑
修改空闲链表每个cpu一个
struct {struct spinlock lock;struct run *freelist;
} kmem[NCPU];更改初始化逻辑
void
kinit()
{char name[16];for(int i 0; i NCPU; i){snprintf(name, sizeof(name), kmem_cpu%d, i);initlock(kmem[i].lock, name);}freerange(end, (void*)PHYSTOP);
}更改分配逻辑
void *
kalloc(void)
{struct run *r;int cpu -1;push_off(); //关中断cpu cpuid();pop_off(); // 开中断acquire(kmem[cpu].lock);r kmem[cpu].freelist;if(r){kmem[cpu].freelist r-next;} else {// 内存窃取struct run* tmp;for (int i 0; i NCPU; i) {if (i cpu) continue;acquire(kmem[i].lock);tmp kmem[i].freelist;if (tmp 0) {release(kmem[i].lock);continue;} else {// 窃取一个页面kmem[cpu].freelist kmem[i].freelist;kmem[i].freelist tmp-next;tmp-next 0;release(kmem[i].lock);break;}}r kmem[cpu].freelist;if (r)kmem[cpu].freelist r-next;}release(kmem[cpu].lock);if(r)memset((char*)r, 5, PGSIZE); // fill with junkreturn (void*)r;
}更改回收逻辑
void
kfree(void *pa)
{struct run *r;int cpu -1;if(((uint64)pa % PGSIZE) ! 0 || (char*)pa end || (uint64)pa PHYSTOP)panic(kfree);// Fill with junk to catch dangling refs.memset(pa, 1, PGSIZE);r (struct run*)pa;push_off();cpu cpuid();pop_off();acquire(kmem[cpu].lock);r-next kmem[cpu].freelist;kmem[cpu].freelist r;release(kmem[cpu].lock);
}实验结果 kalloctest usertests sbrkmuch usertests -q
二、Buffer cache
简介
当多个进程密集的访问文件系统时它们可能会争夺 bcache.lock 该锁保护 kernel/bio.c 中磁盘块缓存。bcachetest 将创建多个重复读取不同文件的进程以使得产生 bcache.lock 的争用其输出可能如下(在未完成实验之前) bcache.lock 保护了很多临界区包括the list of cached block buffers, the reference count (b-refcnt) in each block buffer, and the identities of the cached blocks (b-dev and b-blockno).
我们需要修改锁的粒度实现所有锁在acquire()中的打印接近于0即每个锁的获取几乎不需要等待。修改 bget() 和 brelse() 函数使得 bcache 中不同块的并发查找和释放不太可能发生冲突。
必须保证每个块在bcache中最多一份缓存。
完成该实验后运行下列命令打印如下
提示
所有锁的名称必须用bcache开头并使用initlock() 初始化这些锁可以采用给每个hash桶一个锁的方式来实现可以扩大hash桶来减少桶内元素的竞争阅读 xv6-book 的 section 8.1-8.3了解xv6的块缓存hash桶的大小可以采用质数(例如13)来减少冲突hash表的大小可以是固定不用动态扩容hash表中寻找buffer缓存和当搜寻不到为该块分配缓存时的操作必须是原子的删除所有bcache中的buffer list(bcache.head)并且不使用LRU算法这样 relse() 可以不用获取 bcache 锁bget()中可以选择任意一个 refcnt 0的块。
实验代码
主要修改 bio.c该实验由于时间原因取网上答案且未验证 重新定义bcache包含13个hash桶每个桶一个锁hash算法使用最简单的blockno % NBUCKET
#define NBUCKET 13
struct {struct spinlock lock;struct buf head[NBUCKET];struct buf hash[NBUCKET][NBUF];struct spinlock hashlock[NBUCKET]; // lock per bucket
} bcache;void
binit(void)
{struct buf *b;initlock(bcache.lock, bcache);for (int i 0; i NBUCKET; i) {initlock(bcache.hashlock[i], bcache);// Create linked list of buffersbcache.head[i].prev bcache.head[i];bcache.head[i].next bcache.head[i];for(b bcache.hash[i]; b bcache.hash[i]NBUF; b){b-next bcache.head[i].next;b-prev bcache.head[i];initsleeplock(b-lock, buffer);bcache.head[i].next-prev b;bcache.head[i].next b;}}
}static struct buf*
bget(uint dev, uint blockno)
{struct buf *b;uint hashcode blockno % NBUCKET;acquire(bcache.hashlock[hashcode]);// Is the block already cached?for(b bcache.head[hashcode].next; b ! bcache.head[hashcode]; b b-next){if(b-dev dev b-blockno blockno){b-refcnt;release(bcache.hashlock[hashcode]);acquiresleep(b-lock);return b;}}// Not cached.// Recycle the least recently used (LRU) unused buffer.for(b bcache.head[hashcode].prev; b ! bcache.head[hashcode]; b b-prev){if(b-refcnt 0) {b-dev dev;b-blockno blockno;b-valid 0;b-refcnt 1;release(bcache.hashlock[hashcode]);acquiresleep(b-lock);return b;}}panic(bget: no buffers);
}void
brelse(struct buf *b)
{if(!holdingsleep(b-lock))panic(brelse);releasesleep(b-lock);uint hashcode b-blockno % NBUCKET;acquire(bcache.hashlock[hashcode]);b-refcnt--;if (b-refcnt 0) {// no one is waiting for it.b-next-prev b-prev;b-prev-next b-next;b-next bcache.head[hashcode].next;b-prev bcache.head[hashcode];bcache.head[hashcode].next-prev b;bcache.head[hashcode].next b;}release(bcache.hashlock[hashcode]);
}实验结果
