TEMA 2. GESTIÓN DE PROCESOS - Universidad de Almería

Diseño de Sistemas Operativos
Tema 2. Gestión de Procesos
– Es claro que si el semáforo tiene asociado una cola (anteriormente hemos supuesto que no
tiene asociado ninguna cola, solo el contador), las operaciones son sensiblemente diferentes:
+ P (down). De forma atómica, se decrementa el contador y, si el resultado es negativo
(menor que 0), entonces se suspende el proceso y se inserta en la cola.
+ V (up). De forma atómica, se incrementa el contador y, si el resultado es menor que 1
(nulo), entonces se despierta a uno de los procesos de la cola.
• Las operaciones P y V deben de realizarse de manera atómica, es decir, que no deben ser
interrumpidas. Las operaciones P y V se denominan frecuentemente down y up. Los semáforos se
utilizan en el ámbito de los sistemas informáticos principalmente para resolver dos problemas:
– La exclusión mutua: se trata de impedir a los procesos el acceso a un mismo recurso en un
mismo instante. Si esto se produjera, el recurso podría encontrarse en un estado de
inconsistencia.
– El problema de los productores/consumidores: se trata de permitir la cooperación de dos
procesos, uno produce información que el otro utilizará (consumirá). El semáforo se utiliza
para prevenir o indicar al consumidor que los datos están a punto.
• Estos problemas se resuelven mediante semáforos binarios. Pero el contador del semáforo puede
tomar otros valores positivos. Es el caso, cuando varias unidades del mismo recurso están
disponibles, el contador toma entonces el valor del número de unidades del recurso accesibles
simultáneamente.
• En include/asm-i386/semaphore.h tenemos la declaración del tipo semáforo, estructura semaphore .
struct semaphore {
atomic_t count;
int waking;
struct wait_queue *wait;
};
• El campo waking se emplea para determinar qué proceso de los bloqueados obtiene el semáforo
cuando éste quede libre. Al tomar el semáforo (P): (1) se decrementa count, (2) si es menor que 1,
entonces el proceso se marca como suspendido, se inserta en la cola de espera y cede la CPU. Al
devolver el semáforo (V) (1) se incremental count, (2) se incremental el campo waking, (3) se
despiertan TODOS los procesos bloqueados. De todos los procesos recien desbloqueados, el
primero en ejecutarse será el de mayor prioridad: (1) este proceso podrá waking a 0 y considera que
ha consguido el semáforo, (2) el resto de procesos, cuando les toque, comprobarán que waking está
a 0 y se volverán a bloquear, (3) así, se deja al scheduler la tarea de decidir quien consigue el
semáforo.
• La función up(sem) incrementa el contador del semáforo y en caso de ser negativo o cero llama a
wakeup que llama a su vez a __up(sem), la cual incrementa en exclusión mutua el campo waking
del semáforo (esto lo hace wake_one_more) y despierta a todos los procesos de la cola.
void up(struct semaphore *sem)
{
++sem->count;
if (sem->count count) waking++;
spin_unlock_irqsave(&semaphore_wake_lock, flags);
wake_up(&sem->wait);
}
}
Departamento de Lenguajes y Computación. Universidad de Almería Página 2.49