GEF 435 Principes des systèmes d’exploitation

1. GEF 435Principes des systèmes d’exploitation Communication Interprocessus (CIP) II (Tanenbaum 2.3)

2. Revue • Qu’est-ce que la concurrence critique (race condition)? • Quel est le nom de la place dans un programme où la concurrence critique peut arriver? • Quelles sont les quatre requis ou règles que les algorithmes de sections critiques doivent rencontrer?

3. Synopsis • Exclusion mutuelle sans attente active: sleep() and wakeup() • Le problème du producteur/consommateur • Sémaphores • Résolution du problème du producteur/consommateur avec les sémaphores • Mutex

4. sleep() et wakeup()Peterson • Recall: Peterson’s Solution

5. sleep() et wakeup() • La solution de Peterson (et aussi l’instruction TSL que nous avons vue) utilisent l’attente active ce qui gaspille beaucoup de cycles de CPU qui pourraient être utilisés à autres travails • Autres effets qui sont imprédictibles : • Inversion de priorité: Le processus L est dans sa région critique. Processus H devient prêt à entrer dans sa région critique. Comme processus à plus haute priorité, H exécute une attente active et ne peut jamais entrer! • L n’exécute jamais plus (Pensez à µC/OS)

6. sleep() et wakeup() • Au lieu de faire de l’attente active, qu’arrive t’il si un processus peut être suspendu pendant qu’il attend d’entrer dans sa région critique? • Crée deux appels de système: sleep() et wakeup() • sleep() cause le processus à bloquer jusqu’à ce qu’il soit éveillé par un autre processus • wakeup(procID) éveille un autre processus avec un identification spécifique

7. Le Problème Producteur/Consommateur • Quel problème existe ici?

8. Le Problème Producteur/Consommateur • Une façon de réparer ce problème existe : ajouter une bit wakeupwaiting quant le processus qui est déjà éveillé se fait dire de s’éveiller • Un processus qui essaie de dormir va décrémenter cette bit au lieu de dormir si la bit est réglé (>0) • Répare ce problème particulier. Que ce passe t’il si nous avons 2 consommateurs, 10, 100…

9. Sémaphores • Un nouveau type de variable un sémaphore, a été introduit en 1965 par Dijkstra pour entreposer les appels éveille pour utilisation future • Le sémaphore peut avoir la valeur 0, indiquant qu’aucun éveil n’est sauvé, ou une valeur positive quelconque, indiquant les éveils accumulés • Utilise deux opérations down() et up() pour opérer les sémaphores

10. Sémaphores • Opération des sémaphores: • L’opération down() vérifie pour voir si le sémaphore est plus grand que 0. Si oui, décrémente la valeur et continue • Si non, le processus qui a appelé down() s’endort • La vérification de la valeur, le changement et l’action de s’endormir est un action atomique (indivisible) • Cette indivisibilité est essentiel pour résoudre la concurrence mutuelle!

11. Sémaphores • L’opération des sémaphores: • L’opération up() essaie d’incrémenter le sémaphore. Si il y a un processus qui dort sur le sémaphore, un est éveillé aléatoirement et permit de continuer • Notez que la valeur du sémaphore va être encore 0, mais il va y avoir moins de processus qui dorment. • Si aucun processus ne dormais, alors la valeur est incrémenté; aucun processus ne bloque sur un up() • Comment les sémaphores peuvent aider à résoudre le problème du producteur/consommateur?

13. Résolution du problème P/C • Notez que nous avons utilisé les sémaphores pour deux différentes intentions: • Le sémaphore mutex garantie l’exclusion mutuelle pour l’accès d’une ressource partagée • Un sémaphore avec seulement deux états (0,1) s’appel sémaphorebinaire • Les sémaphores full/empty sont utilisés pour la synchronisation; ils garantissent l’occurrence ou la non occurrence de certaines séquences d’événements • ie: Le producteur arrête de produire quand le tampon est plein et le consommateur arrête de consommer quand le tampon est vide

14. Résolution du problème P/C • Pour que cela marche, les fonctions up() et down() doivent être implémentés comme actions atomiques... Tout le reste est basé sur ce fait • Typiquement atteint en les implémentant comme appels de système où les interruptions sont désactivées par le SE • Ceci est bon parce que les opérations sont seulement quelques instructions • Seulement le sémaphore est mis à jour et possiblement un processus éveillé

15. Mutex • Si la capacité de contage du sémaphore n’est pas requise, une forme plus simple, mutex peut être utilisée • Seulement bon pour gérer l’exclusion mutuelle; ils ne communiquent pas d’autre information • Cette simplicité requiert seulement des commandes dans l’espace utilisateur si une commande TSL est disponible • Un mutex a deux états: barré et débarré • Un thread qui veut entrer dans la région critique appel mutex_lock()

16. Mutex • Comme le code l’indique, si le mutex n’est pas barré, le thread retourne et entre dans la région critique. Autrement le thread cède et permet à un autre thread d’accéder au CPU

17. Mutex • Attendez, est-ce la même chose que enter_region()? • Quels sont les deux avantages majeurs des mutex sur enter_region()?

18. Quiz Time! Questions?