Lab 5

功能实现

`sys_enable_deadlock_detect`

修改 ProcessControlBlockInner 结构体, 为 mutex 和 semaphore 分别实现死锁检测算法所需的数据结构.
为 ProcessControlBlockInner 结构体实现 fn deadlock_detect() 进行死锁检测.
sys_thread_create() 创建新线程时, 更新 allocation 与 need.
sys_mutex_create() 和 sys_semaphore_create() 创建资源后, 更新 available 的大小, 扩展 allocation 与 need.
sys_mutex_lock() 和 sys_semaphore_down() 申请资源时, 将 need 增加, 并进行死锁检测, 通过后减少 need, 减少 available 并增加 allocation 以使用资源.
sys_mutex_unlock()和sys_semaphore_up() 归还资源, 将 available 增加, allocation 减少以释放资源.

实验用时

阅读文档及代码框架: 2h.
功能实现与报告: 2.5h.

问答题

在我们的多线程实现中, 当主线程 (即 0 号线程) 退出时, 视为整个进程退出, 此时需要结束该进程管理的所有线程并回收其资源. 需要回收的资源有哪些? 其他线程的 TaskControlBlock 可能在哪些位置被引用, 分别是否需要回收, 为什么?

答: (1) 回收所有子线程的 TaskUserRes, 包括用户栈, Trap 上下文以及进程 pid, 回收子进程列表以及用户空间数据. (2) 其他线程的 TaskControlBlock 可能在调度队列或等待某些同步原语时被引用, 无需回收, 会在主线程回收时一起回收.

对比以下两种 Mutex.unlock 的实现, 二者有什么区别? 这些区别可能会导致什么问题?

impl Mutex for Mutex1 {
    fn unlock(&self) {
        let mut mutex_inner = self.inner.exclusive_access();
        assert!(mutex_inner.locked);
        mutex_inner.locked = false;
        if let Some(waking_task) = mutex_inner.wait_queue.pop_front() {
            add_task(waking_task);
        }
    }
}

impl Mutex for Mutex2 {
    fn unlock(&self) {
        let mut mutex_inner = self.inner.exclusive_access();
        assert!(mutex_inner.locked);
        if let Some(waking_task) = mutex_inner.wait_queue.pop_front() {
            add_task(waking_task);
        } else {
            mutex_inner.locked = false;
        }
    }
}