GEF 435 Principes des systèmes dexploitation Communication Interprocessus (CIP) II (Tanenbaum 2.3)

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1 GEF 435 Principes des systèmes dexploitation Communication Interprocessus (CIP) II (Tanenbaum 2.3)

2 Revue Quest-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: Petersons Solution

5 sleep() et wakeup() La solution de Peterson (et aussi linstruction TSL que nous avons vue) utilisent lattente 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 nexécute jamais plus (Pensez à µC/OS)

6 sleep() et wakeup() Au lieu de faire de lattente active, quarrive til si un processus peut être suspendu pendant quil attend dentrer dans sa région critique? Crée deux appels de système : sleep() et wakeup() sleep() cause le processus à bloquer jusquà ce quil 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 séveiller 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 til 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 quaucun éveil nest 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: Lopération 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() sendort La vérification de la valeur, le changement et laction de sendormir est un action atomique (indivisible) Cette indivisibilité est essentiel pour résoudre la concurrence mutuelle!

11 Sémaphores Lopération des sémaphores: Lopération up() essaie dincrémenter 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?

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13 Résolution du problème P/C Notez que nous avons utilisé les sémaphores pour deux différentes intentions: Le sémaphore mutex garantie lexclusion mutuelle pour laccès dune ressource partagée Un sémaphore avec seulement deux états (0,1) sappel sémaphore binaire Les sémaphores full/empty sont utilisés pour la synchronisation; ils garantissent loccurrence ou la non occurrence de certaines séquences dévénements 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 nest pas requise, une forme plus simple, mutex peut être utilisée Seulement bon pour gérer lexclusion mutuelle; ils ne communiquent pas dautre information Cette simplicité requiert seulement des commandes dans lespace 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 lindique, si le mutex nest pas barré, le thread retourne et entre dans la région critique. Autrement le thread cède et permet à un autre thread daccéder 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?