TEMA 2. GESTIÓN DE PROCESOS - Universidad de Almería

Diseño de Sistemas Operativos
Tema 2. Gestión de Procesos
• El kernel de Linux, de manera interna, implementa timers con el objetivo de provocar esperas
cronometradas. En el archivo fuente kernel/sched.c se define varias funciones para la gestión de
timers: (1) add_timer(), añade un timer a la lista: explora la lista de timers registrados para insertar
un argumento de modo que la lista quede ordenada, y con ello, los primeros elementos de la lista
corresponden a los timers a desencadenar en primer lugar. (2) del_timer(), suprimer un timer de la
lista, modificando simplemente los encadenamientos para eliminar sin problemas el elemento de la
lista. (3) run_timer_list(), esta función es llamada por la cola de tareas (task queue) tq_timer. Para
ello, explora la lista de timers, y ejecuta cada timer expirado, es decir, aquel timer cuyo campo
expires es menor o igual a la variable global jiffies, llamando a la función asociada (function) con
el parámetro especificado en el campo data. Y cada uno de los timers ejecutados, se suprime de la
lista.
2.8.3. Colas de Tareas.
• A partir de la versión de la versión 2.0 del kernel de Linux se crearon las colas de tareas como una
ampliación de BHs que permiten encolar tantas funciones como se quiera para después ser
procesadas una tras otra. Aunque se llaman colas de tareas, realmente son “pilas de funciones”, ya
que son realmente funciones que se ejecutan en orden LIFO. Uno puede crear una cola de tareas
utilizando la macro DECLARE_TASK_QUEUE() y encola las tareas utilizando queue_task(),
pudiendo ser procesada la cola de tareas por la función run_task_queue(). En lugar de crear nuestra
propia cola de tareas, se pueden utilizar las 4 colas de tareas que en Linux, include/linux/tqueue.h,
se definen de forma predefinida: (1) tq_timer, se ejecuta tras cada tic de reloj. (2) tq_inmediate, se
ejecuta siempre que se evalúan las BH. Por tanto, se puede “sustituir una BH” por una función
insertada en esta cola de tareas. (3) tp_scheduler, se ejecuta desde el scheduler antes de modificar el
estado de una tarea. (4) tq_disk, utilizada por los drivers de dispositivos cada vez que el VFS
(Virtual File System) espera leer algún buffer.
• Las colas de tareas son listas enlazadas de estructuras del tipo tq_struct (include/linux/tqueue.h). Y
las funciones más importantes que se pueden aplicar sobre estas colas de tareas son: (1)
queue_task(bh_pointer, bh_list), inserta en la cabeza de la lista bh_list la estructura bh_pointer que
contiene la dirección de la rutina que queremos que se ejecute en el futuro. (2)
run_task_queue(list), recorre la lista list y ejecuta todas las rutinas que hay encoladas: Más en
concreto, se extraen todos los datos de las estructuras, se pasa al siguiente elemento de la lista, se
marca como libre dicho registro y se llama a la función.
2.8.4. Colas de Espera.
• Una cola de espera es una lista enlazada y circular de descriptores de procesos que se encolan a la
espera de algún recurso o evento. Cada descriptor de proceso contiene la dirección de un descriptor
de proceso así como un puntero al siguiente elemento en la cola.
• Es importante no confundir las colas de espera con las colas de tareas. Colas de Tareas (task
queues): (1) utilizadas para postponer la ejecución de una función concreta del kernel, (2) utilizadas
normalmente desde los manejadores de interrupciones. Colas de Espera (wait queues): (1)
utilizadas para suspender la ejecución de un proceso hasta que se produzca una cierta condición, (2)
utilizadas normalmente en el código de las llamadas al sistema.
• Veamos primero cómo se implementan las colas de espera. En el fichero include/linux/wait.h está
la declaración de la estructura de datos struct wait_queue[include/linux/wait.h] con la que se
construye la lista. (La estructura task_struct es la Tabla de Procesos, donde se guarda toda la
información relacionada con cada proceso). Las funciones para (insertar y extraer) elementos de la
lista son add_wait_queue(p,wait) y remove_wait_queue(p,wait), y están en include/linux/sched.h.
Departamento de Lenguajes y Computación. Universidad de Almería Página 2.47