Scheduling in Windows 2000 Un thread entra in

Scheduling in Windows 2000 Un thread entra in modalità kernel e chiama lo scheduler quando: • Si blocca su un oggetto di sincronizzazione (semaforo, mutex, ecc. . ) • Fa una segnalazione ad un oggetto (rilascia un semaforo) • Termina il suo quanto di tempo. Lo scheduler gestisce un array con 32 entry (liste di thread, una per ogni priorità dei thread) 1

Scheduling in Windows 2000 fornisce 32 priorità diverse per i thread 2

Scheduling in Windows 2000 • Win 32 permette all’utente di specificare : – priorità di un processo (6 livelli diversi) – priorità di un thread all’interno di un processo (7 livelli diversi) Attraverso le API Set. Priority. Class e Set. Thread. Priority • Windows 2000 mappa le 42 combinazioni possibili su 32 livelli di priorità 3

Scheduling in Windows 2000 Corrispondenza fra le priorità di Win 32 e quelle di Windows 2000 4

Scheduling in Windows 2000 Algoritmo di scheduling : • Si esegue il primo thread della prima coda non vuota per massimo 1 quanto (20 ms--120 ms) • Scheduling round robin fra thread con la stessa priorità • Come variano le priorità nel tempo : – i thread tipicamente entrano a priorità 8 – la priorità viene elevata se: • viene completata una operazione di I/O (+1 disco, +2 linea seriale, +6 tastiera, +8 scheda audio …) • termina l’attesa su un semaforo, mutex • l’input nella finestra di dialogo associata al thread è pronto 5

Scheduling in Windows 2000 Algoritmo di scheduling : • Come variano le priorità nel tempo – la priorità viene abbassata se: • un thread usa tutto il suo quanto (-1) – se un thread non ha girato per un tempo maggiore di una soglia fissata, allora passa per 2 quanti a priorità 15 (serve a gestire potenziali inversioni di priorità) 6

Lo scheduler di Linux • Vengono schedulati i thread, non i processi • Tre classi di thread : real-time FIFO, real-time Round Robin, Timesharing • Ogni thread ha – una priorità nell’intervallo [0, +40], generalmente all’inizio la priorità di default è 20 (può essere variata con la system call nice(valore) : nuova_priorità = 20 – valore) – un quanto (misurato in jiffy o tick = 10 ms) • Lo scheduler calcola la goodness (gdn) di ogni thread come if (class == real-time) gdn = 1000 + priority if (class == timeshar && quantum > 0) gdn = quantum + priority if (class == timeshar && quantum == 0) gdn = 0 7

Lo scheduler di Linux Algoritmo di scheduling : • Ogni volta viene selezionato il thread con goodness maggiore • Ogni volta che arriva un tick (segnale del clock) il quanto del processo in esecuzione viene decrementato • Un thread viene de-schedulato se si verifica una delle seguenti condizioni – il quanto diventa 0 – il thread si blocca su semafori, mutex, ecc. . – diventa ready un thread con una goodness maggiore 8

Lo scheduler di Linux Algoritmo di scheduling: • Quando tutti i quanti dei processi ready sono andati a 0 , lo scheduler ricalcola il quanto di ogni processo (anche se blocked) come segue : quantum = quantum / 2 + priority Perche i processi bloccati avranno del quantum rimanente. 9

LINUX: struttura generale User Interface The layers of a UNIX system. 10

Processi in LINUX • Ogni processo nasce con un solo thread • Un processo gira in modalità utente; quando effettua una system call passa in modalità kernel e può operare sulle risorse del sistema. • Il kernel possiede due strutture per ogni processo: – process table e user structure 11

Gestione dei Process table : risiede sempre in RAM Contiene: • • • parametri per lo scheduling (priorità, tempo consumato, ecc. ) immagine di memoria (punatori alle aree di memoria e al disco). informazioni sui segnali (quali segnali gestire, ignorare, ecc. ) Stato del processo PID, PID del padre user e group id. 12

Gestione dei Processi • User structure risiede su disco se il processo è swapped Contiene informazioni non necessarie quando il processo non è in esecuzione: – Registri macchina – tabella dei descrittori di file aperti – stato della system call corrente (parametri) – kernel stack – informazioni di accounting (tempo CPU, limiti, ecc. ) 13

Creazione di Processi int pid = fork() – crea una copia esatta del processo invocante – restituisce 0 al figlio ed il PID del figlio al padre – duplica i dati e lo stack del padre nel figlio in un’area di memoria differente – i file aperti dal padre sono condivisi al figlio – Il figlio eseguirà lo stesso codice del padre 14

Creazione di Processi execl (nome_con_path, nome, argv) – Fa eseguire a un processo un codice diverso, con diversi parametri – Nome_con_path = nome dell’eseguibile compreso di path – nome = nome dell’eseguibile – Argv = lista di parametri del’eseguibile separati da virgola, terminati da NULL Esempio di processo che lancia ls -l execv (“/bin/ls”, “-l”, NULL); Esistono altre chiamate con differenti argomenti: execv, execve, execle, ecc. . 15

Terminazione di processi • wait(&status) – attende la terminazione di un processo figlio – dopo l’esecuzione di wait, status contiene l’esito della computazione del processo figlio (il codice di uscita del figlio e altre informazioni) • exit(status) – termina il processo e restituisce il valore di status al padre (nella variabile status restituita da wait) 16

Terminazione di processi • Processi zombie – processi terminati il cui padre non ha (ancora) eseguito la wait() – attendono di restituire il codice di terminazione e svanire, altrimenti rimangono zombie e sono eliminati da uno speciale processo detto init 17

Comunicazione fra processi • Pipe : file speciali utilizzati per connettere due processi con un canale unidirezionale di comunicazione • Se B cerca di leggere da una pipe vuota si blocca • Se A scrive su una pipe piena, viene bloccato fino a che non viene letto qualcosa • L’ampiezza della pipe dipende dal sistema 18

Comunicazione fra processi Una pipe si crea con l’istruzione: int pd[2]; pipe(pd); Si legge da pd[0] e si scrive su pd[1] Per leggere: read (pd[0], buffer, lung); Per scrivere: write (pd[1], buffer, lung); Dove buffer è un’array di caratteri e lung è la lunghezza del messaggio. 19

Comunicazione fra processi • Segnali (interruzioni software) – comunicano al processo il verificarsi di una certo evento – possono essere inviati solo ai membri del proprio gruppo (antenati, discendenti) – generalmente possono essere ignorati, catturati o possono terminare il processo (default per molti segnali) – per i segnali catturabili si può specificare un signal handler che viene mandato in esecuzione appena il segnale viene rilevato 20

Comunicazione fra processi • Segnali (cont. ) – particolari combinazioni di tasti inviano dei segnali al processo in foregroud • Control-C corrisponde a SIGINT • Control-Z corresponde a SIGTSTP – i segnali servono anche al SO per a comunicare al processo il verificarsi di particolari eventi (es. SIGFPE, errore floating-point) 21

I segnali previsti da POSIX 22

Chiamate di sistema relative ai processi s è un codice di errore pid è il codice di identificazione di un processo 23