La gestione dei processi in Minix. Sistemi Operativi Lez. 12

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1 La gestione dei processi in Minix Sistemi Operativi Lez. 12

2 Scheduling Round robin su 16 code di priorità Quando un processo viene bloccato senza aver esaurito il suo quanto di tempo, una volta risvegliato, viene rimesso in testa alla coda Sulla code sono presenti solo processi ready Algoritmo di scheduling: Individua la coda di priorità più alta non vuota e manda in esecuzione il processo in testa alla coda Il processo IDLE garantisce la terminazione di questo algoritmo

3 Strutture dati Per la gestione dei processi sono utilizzate le seguenti strutture dati: struct proc proc[nr_tasks + NR_PROCs]: tabella dei processi composta dai singoli PCB di ciascun processo struct proc *rdy_head[nr_sched_queues] struct proc *rdy_tail [NR_SCHED_QUEUES] struc proc *prev_ptr struc proc *proc_ptr struc proc *next_ptr

4 Ready queue

5

6 priv

7 pr_number

8 Priv (F4) FLAFGS: P:preemptable, B: Billable, S: System TRAPS: E:echo, S: send, R: receive, B: both, N: notification

9 Tabella dei processi Viene inizializzata in fase di boot dalla procedura main con il PCB dei processi di sistema Il primo processo ad essere eseguito in user mode è il PM Il processo INIT è il primo processo utente ad essere eseguito ed è il genitore di tutti i processi utenti del sistema Tutti i processi (di sistema e utente) sono discendenti del reincarnation server fatta eccezione per kernel e PM che non hanno genitori

10 Sospensione/riabilitazione di un processo Tutti processi presenti sul sistema sono sospesi sempre e solo a seguito di due eventi ben precisi: Interrupt Syscall La sospensione (dequeue) viene decretata a seguito di una send/receive/sendrec che non trova pronto il destinatario del messaggio La riabilitazione (enqueue) viene decretata a seguito di una consegna o ricezione di un messaggio atteso

11 Assegnazione della CPU L esecuzione effettiva di un processo cioè la sua esecuzione da parte del processore viene quindi governata dalla procedura restart(), che costituisce la componente terminale della procedura di risposta a interrupt o syscall

12 restart _restart:!restart the current process or the next process if it is set cmp (_next_ptr), 0 jz 0f mov eax,(_next_ptr) mov (_proc_ptr), eax mov (_next_ptr), 0 0: mov esp,(_proc_ptr) lldt P_LDT_SEL(esp) lea eax,p_stacktop(esp) mov (_tss+tss3_s_sp0),eax restart1: decb (_k_reenter) o16 pop gs o16 pop fs o16 pop es o16 pop ds popad add esp,4 iretd

13 Implementazione In Minix lo scheduling dei processi è realizzato dalle seguenti procedure: Enqueue Dequeue Sched Pick proc

14 dequeue (rp) rp: puntatore ad un PCd nella tabella dei processi Blocca un processo rimuovendolo dalla ready queue Un processo può essere bloccato in uno dei seguenti casi: È il processo running e non riesce a completare send() o receive(), Riceve un sigkill (segnale di terminazione forzata)

15 dequeue() PRIVATE void dequeue(rp) register struct proc *rp; /* this process is no longer runnable */ { /* A process must be removed from the scheduling queues, for example, because * it has blocked. If the currently active process is removed, a new process is picked to run by calling pick_proc(). */ register int q = rp->p_priority; /* queue to use */ register struct proc **xpp; /* iterate over queue */ register struct proc *prev_xp; /* Side-effect for kernel: check if the task's stack still is ok? */ if (iskernelp(rp)) { if (*priv(rp)->s_stack_guard!= STACK_GUARD) panic("stack overrun by task", proc_nr(rp));

16 dequeue /* Now make sure that the process is not in its ready queue. Remove the * process if it is found. A process can be made unready even if it is not * running by being sent a signal that kills it */ prev_xp = NIL_PROC; for (xpp = &rdy_head[q]; *xpp!= NIL_PROC; xpp = &(*xpp)->p_nextready) { if (*xpp == rp) { /* found process to remove */ *xpp = (*xpp)->p_nextready; /* replace with next chain */ if (rp == rdy_tail[q]) /* queue tail removed */ rdy_tail[q] = prev_xp; /* set new tail */ if (rp == proc_ptr rp == next_ptr) /* active process removed */ pick_proc(); /* pick new process to run */ break; } prev_xp = *xpp; /* save previous in chain */ } }

17 pick_proc() Seleziona il primo processo disponibile nella ready queue di più alta priorità non vuota Il puntatore al PCB di questo processo viene inserito nella variabile next_ptr che sarà poi utilizzata dalla procedura restart

18 pick_proc

19 enqueue() Aggiunge un nuovo processo alla ready queue per poter svolgere questa operazione ha però bisogno delle seguenti informazioni: Su quale ready queue attestare il processo Se metterlo in testa o in coda Le suddette informazioni sono passate alla ready dalla funzione sched

20 enqueue

21 sched(rp, &q, &front)

22 sched

23 enqueu

24 idle_task idle_task opera con TASK_PRIVILEGE, mentre l esecuzione di hlt necessita di INTR_PRIVILEGE

25 level0

26 Gestione dell Interrupt!*============================================*!* level0_call *!*============================================* 515 _level0_call: 516 call save 517 jmp (_level0_func) 518