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hw7 - Simulation 1 - Antworten

flag.s

1. 1.1. Der Assembler-Code versucht, mithilfe einer Variable flag einen Lock zu implementieren.

   1.2. Mit den Standardeinstellungen (./x86.py -p flag.s -M flag,count -R ax,bx) funktioniert flag.s wie erwartet.

   1.3. Es wird ein korrekter Output erzeugt, da count pro Thread einmal inkrementiert wird und deswegen am Ende den Wert 2 haben muss.

   1.4. Am Ende der einzelnen Threads wird der Wert 0 in flag stehen, da jeder Thread diesen Wert vor Beendigung auf 0 setzt.

2. Beispielsweise mit der Option -a bx=40,bx=40 sollte das Programm eigentlich am Ende den Wert 80 in count stehen haben. Dies ist jedoch nicht der Fall, denn es steht 70 in count. Der Lock kann also nicht wie erwartet funktionieren.

3. Wenn wir die Interrupt-Rate auf z.B. -i 5 setzen (d.h. alle 5 Zyklen ein Interrupt), steht am Ende nur der Wert 40 in count (erwartet war 80). Mit -i 90 bekommen wir am Ende den Wert 71. Dies lässt darauf schließen, dass häufige Interrupts eine stärkere Verfälschung des erwarteten Ergebnisses zur Folge haben, während besonders hohe Werte nahezu bis gar keine Auswirkung darauf haben. Je häufiger ein Interrupt auftritt, desto höher ist auch die Wahrscheinlichkeit, einen veralteten Wert zu lesen bzw. zu schreiben. Bei einer sehr hohen Interruptrate (z.B. -i 1) bekommen wir daher nur noch die Hälfte des eigentlich erwarteten Ergebnisses, in unserem Fall 40.

test-and-set.s

Hier wird der Lock durch das Vertauschen des Wertes in mutex mit dem Register ax gesetzt. Aufgehoben wird der Lock, in dem eine 0 in die Mutex-Variable (mutex) geschrieben wird.

1. Das Programm liefert nun immer den erwarteten Wert. Sowohl mit ./x86.py -p test-and-set.s -M mutex,count -R ax,bx -i 1 -a ax=40:bx=40,ax=40:bx=40 als auch mit nur -i 1000 steht am Ende der Wert 80 in count.

2. Die mit der Flag -P ausgeführten Tests laufen fehlerfrei. Beispielsweise liefern ./x86.py -p test-and-set.s -M mutex,count -R ax,bx -a ax=5:bx=5,ax=5:bx=5 -P 0011 und ./x86.py -p test-and-set.s -M mutex,count -R ax,bx -a ax=5:bx=5,ax=5:bx=5 -P 001000000000001 beide das erwartete Ergebnis (10).