TEMA 2. GESTIÓN DE PROCESOS - Universidad de Almería

Diseño de Sistemas Operativos
Tema 2. Gestión de Procesos
• La función sleep_on, otras funciones similares y las macros comunes que contienen están en
kernel/sched.c y se encargan de suspender la ejecución de procesos. El esquema general lo
podemos resumir en los siguientes pasos:
− Se declara una estructura del tipo wait_queue
− Se marca como no activo este proceso.
− Se inserta en la cola correspondiente.
− Se llama al planificador (función schedule y dentro de schedule se llama a la función
switch_to que cambia los registros del procesador por los de otro proceso (cambio de
contexto)), para elegir a otro proceso a ejecutar, por lo que la llamada NO RETORNARÁ
hasta que vuelva a ponerse en ejecución el proceso actual.
• La función wake_up(p) es una macro que llama a __wake_up(p,mode) que está en kernel/sched.c,
que a su vez recorre la lista y despierta a todos los procesos que hay esperando en ella.
− En __wake_up se maneja la exclusión mutua y se recorre la lista, llamando para cada
proceso a wake_up_process
− En wake_up_process(p) se pone el proceso en estado activo (TASK_RUNNING), se inserta
en la lista de procesos activos y se llama a reschedule_idle
− En reschedule_idle se llama a reschedule_idle_slow, que, llamando a preemption_goodness
todas ellas en kernel/sched.c, comprueba si el proceso que despertamos tiene más
“prioridad” (goodness) que el que hay en ejecución y, si esto es así, pone a 1 la variable
need_resched del procesador actual (esta variable se consulta antes de volver a código de
usuario y si su valor es distinto de cero se llama a la función schedule).
• Como acabamos de ver, dentro de sleep_on se queda el proceso bloqueado al llamar a schedule.
Cuando el proceso vuelve a ponerse en ejecución, seguirá por donde se quedó (sus registros,
incluyendo el contador de programa, se repondrán en la CPU tal y como estaban). Por tanto,
ejecutará el código de la macro SLEEP_ON_TAIL, que simplemente llama a remove_wait_queue,
que ya hemos visto antes. En definitiva, cuando el proceso se pone en ejecución, él mismo se
elimina de la cola de espera en la que estaba. Es importante destacar que sólo cuando otro proceso
o una rutina de servicio de una interrupción llame a wake_up podrá continuar la ejecución el
proceso que hizo sleep_on.
2.8.5. Semáforos.
• Los semáforos constituyen un mecanismo general de sincronización de procesos además de ser una
herramienta para la programación concurrente. Un semáforo no es realmente un mecanismo de
comunicación, sino más bien un mecanismo de sincronización de procesos (permite a los procesos
compartir recursos (secciones críticas) y sincronizarse). En informática, y más particularmente en
el caso de los sistemas operativos, un semáforo se utiliza para controlar el acceso a un recurso. Con
los semáforos se pueden construir secciones críticas para proteger datos compartidos, o utilizarlos
como mecanismos de sincronización.
• El semáforo y las operaciones relacionadas con él fueron definidas por Dijkstra. Un semáforo
comprende un contador (un valor entero, para contabilizar el número de procesos bloqueados) y
una cola (para bloquear procesos, éstas son colas de espera), junto con dos operaciones:
– P (del holandés Proberen, probar): Esta operación se utiliza cuando un proceso quiere entrar
en una sección crítica (acceder a un recurso) y realiza las siguientes etapas:
+ Etapa 1: Probar el valor del contador del semáforo que controla el recurso.
+ Etapa 2: Si el valor es positivo, el proceso puede servirse del recurso, y decrementa el
valor en 1 para indicar que utiliza una unidad del recurso.
+ Etapa 3: Si el valor es nulo, el proceso se duerme hasta que el valor sea de nuevo
positivo. Cuando el proceso se despierta vuelve a la Etapa 1.
– V (del holandés Verhogen, incrementar): Esta operación es simétrica a la anterior, y se
utiliza cuando un proceso abandona la sección crítica (liberar el recurso). El valor del
contador del semáforo se incrementa y los procesos en espera son despertados.
Departamento de Lenguajes y Computación. Universidad de Almería Página 2.48