Gerenciamento de Processos e Threads Capítulo 2, Notas de aula de Comunicação

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Gerenciamento de Processos

e Threads

Capítulo 2

Criação de Processos

Principais eventos que levam à criação de

processos:

1. Ao iniciar o sistema operacional (o init)

2. Usuário executa comando/ inicia programa através

da shell

3. Atendimento de uma requisição específica

(p.ex.processo inet cria processo para tratar

requisição de rede: ftp, rsh, etc.)

4. Início de um programa em momento pré-

determinado (através do cron daemon)

5. Processamento de um job de uma fila de jobs

Em todos os casos, um processo pai cria um novo processo usando fork()

Estados de Processos

• Ao longo de sua execução, um processo pode assumir os

seguintes estados:

• new : processo foi criado (núcleo aloca entrada na tabela de proc.)
• Running/executando : instruções sendo executadas.
• Waiting/bloqueado : Processo aguarda por algum evento ou recurso para prosseguir.
• Ready/pronto : Processo aguarda por alocação do processador.
• terminated : Processo deu exit(), núcleo desaloca entrada pronto bloqueado executando

Estados de Processos

(máquina de estados mais completa)

signal (SIGTSTP) swapped out

Process Control Block (PCB)

PCB 2

PCB contém informações que são necessárias para colocar o processo em execução. Para ser capaz de reiniciar um processo interrompido (ou esperando) o estado anterior em que deixou a CPU precisa ser restaurado; Carrega-se a CPU (e e MMU) com os dados de contexto armazenados no PCB Em sistemas Unix, o PCB é uma estrutura no espaço do usuário que é acessada pelo núcleo ( área u)

PCB 1 PCB 3

P1 P2^ P núcleo

Process Table e PCB

Área U

Filas dos prontos e de espera por E/S

Troca de Contexto

Ocorre em todos sistemas multiprogramados. É essencial

para a multiplexacão da CPU

Troca de Contexto: P1 è P

A interrupção pode ser de hardware ou software (system call)

Tipos de interrupção reconhecidos pela Intel Architecture IA-32:.

4 tipos de Interrupções

Tipo Descrição para cada tipo E/S Iniciados pelo HW, notificam o processador de que o estado do dispositivo de E/S mudou (p.ex. E/S finalizada) Timer evento periódico para agendamento de ações e/ou monitoramento de desempenho Inter-CPU Em sistemas multi-processadores, para comunicação e sincronização entre processadores Trap exceção (divisão por zero, segmentation fault, etc.) ou chamada de sistema

Tratamento de Interrupções

(pelo núcleo) Interrupções de HW ou SW:

• I/O Interrupt (I/O Device)
• Segmentation Fault -> Error
• System Call -> Trap
• send message -> Trap
• Clock Interrupt First Level Int. Handler (FLIH), em Assembly 1. desabilita interrupções 2. salva contexto em tabela de processos/PCB 3. cria nova pilha temporária no kernel 4. carrega no PC o end. do Vetor de Interrupções **5. habilita interrupções Tratador de interrupção específico():

1. trata a interrupção (p.ex. Escreve/le dados de buffer do driver)
2. se algum processo pode ser desbloqueado então chama escalonador
3. retorna Dispatcher, em Assembly:
4. desabilita interrupções
5. carrega o contexto na CPU & mapeamento de memória do processo a ser executado
6. habilita interrupções Scheduler():**

• insere o processo desbloqueado na fila de prontos
• Escolhe próximo processo
• retorna

Escalonamento de

Processos

Escalonamento

• Em sistemas multiprogramados (multi-tarefa), a cada

instante um ou mais processos podem estar no estado

pronto , e.g.:

• Processos do sistema vs processos de usuários
• Processos curtos vs longos/eternos
• processos interativos vs intensivos em CPU (CPU-

bound) ou jobs em batch

O Escalonador é a parte do núcleo responsável por:

• gerenciar a/s fila/s de prontos, ajustando prioridades

dos processos

• escolher qual dos processos prontos vai ser o próximo

a usar CPU (de acordo com as prioridades dos

processos)