lab7: 同步互斥

在本章中我们来实现ucore中的同步互斥机制。

在之前的几章中我们已经实现了进程以及调度算法，可以让多个进程并发的执行。在现实的系统当中，有许多多线程的系统都需要协同的完成某一项任务。但是在协同的过程中，存在许多资源共享的问题，比如对一个文件读写的并发访问等等。这些问题需要我们提供一些同步互斥的机制来让程序可以有序的、无冲突的完成他们的工作，这也是这一章内我们要解决的问题。

我们最终实现的目标是解决“哲学家就餐问题”。“哲学家就餐问题”是一个非常有名的同步互斥问题：有五个哲学家围成一圈吃饭，每两个哲学家中间有一根筷子。每个需要就餐的哲学家需要两根筷子才可以就餐。哲学家处于两种状态之间：思考和饥饿。当哲学家处于思考的状态时，哲学家便无欲无求；而当哲学家处于饥饿状态时，他必须通过就餐来解决饥饿，重新回到思考的状态。如何让这5个哲学家可以不发生死锁的把这一顿饭吃完就是我们要解决的目标。

下面，我们先从一些同步互斥实现的机制讲起，慢慢的了解ucore中同步互斥机制的实现，最后解决哲学家就餐问题吧！

项目组成

lab7
├── Makefile
├── kern
│   ├── debug
│   │   ├── assert.h
│   │   ├── kdebug.c
│   │   ├── kdebug.h
│   │   ├── kmonitor.c
│   │   ├── kmonitor.h
│   │   ├── panic.c
│   │   └── stab.h
│   ├── driver
│   │   ├── clock.c
│   │   ├── clock.h
│   │   ├── console.c
│   │   ├── console.h
│   │   ├── ide.c
│   │   ├── ide.h
│   │   ├── intr.c
│   │   ├── intr.h
│   │   ├── kbdreg.h
│   │   ├── picirq.c
│   │   └── picirq.h
│   ├── fs
│   │   ├── fs.h
│   │   ├── swapfs.c
│   │   └── swapfs.h
│   ├── init
│   │   ├── entry.S
│   │   └── init.c
│   ├── libs
│   │   ├── readline.c
│   │   └── stdio.c
│   ├── mm
│   │   ├── default_pmm.c
│   │   ├── default_pmm.h
│   │   ├── kmalloc.c
│   │   ├── kmalloc.h
│   │   ├── memlayout.h
│   │   ├── mmu.h
│   │   ├── pmm.c
│   │   ├── pmm.h
│   │   ├── swap.c
│   │   ├── swap.h
│   │   ├── swap_fifo.c
│   │   ├── swap_fifo.h
│   │   ├── vmm.c
│   │   └── vmm.h
│   ├── process
│   │   ├── entry.S
│   │   ├── proc.c
│   │   ├── proc.h
│   │   └── switch.S
│   ├── schedule
│   │   ├── default_sched.h
│   │   ├── default_sched_c
│   │   ├── default_sched_stride.c
│   │   ├── sched.c
│   │   └── sched.h
│   ├── sync
│   │   ├── check_sync.c
│   │   ├── monitor.c
│   │   ├── monitor.h
│   │   ├── sem.c
│   │   ├── sem.h
│   │   ├── sync.h
│   │   ├── wait.c
│   │   └── wait.h
│   ├── syscall
│   │   ├── syscall.c
│   │   └── syscall.h
│   └── trap
│       ├── trap.c
│       ├── trap.h
│       └── trapentry.S
├── lab5.md
├── libs
│   ├── atomic.h
│   ├── defs.h
│   ├── elf.h
│   ├── error.h
│   ├── hash.c
│   ├── list.h
│   ├── printfmt.c
│   ├── rand.c
│   ├── riscv.h
│   ├── sbi.h
│   ├── skew_heap.h
│   ├── stdarg.h
│   ├── stdio.h
│   ├── stdlib.h
│   ├── string.c
│   ├── string.h
│   └── unistd.h
├── tools
│   ├── boot.ld
│   ├── function.mk
│   ├── gdbinit
│   ├── grade.sh
│   ├── kernel.ld
│   ├── sign.c
│   ├── user.ld
│   └── vector.c
└── user
    ├── badarg.c
    ├── badsegment.c
    ├── divzero.c
    ├── exit.c
    ├── faultread.c
    ├── faultreadkernel.c
    ├── forktest.c
    ├── forktree.c
    ├── hello.c
    ├── libs
    │   ├── initcode.S
    │   ├── panic.c
    │   ├── stdio.c
    │   ├── syscall.c
    │   ├── syscall.h
    │   ├── ulib.c
    │   ├── ulib.h
    │   └── umain.c
    ├── matrix.c
    ├── pgdir.c
    ├── priority.c
    ├── sleep.c
    ├── sleepkill.c
    ├── softint.c
    ├── spin.c
    ├── testbss.c
    ├── waitkill.c
    └── yield.c

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