Архитектура операционной системы UNIX

Как уже говорилось во второй главе, процессы приостанавливаются до наступления определенного события, после которого они «пробуждаются» и переходят в состояние «готовности к выполнению» (с выгрузкой и без выгрузки из памяти). Такого рода абстрактное рассуждение недалеко от истины, ибо в конкретном воплощении совокупность событий отображается на совокупность виртуальных адресов (ядра). Адреса, с которыми связаны события, закодированы в ядре, и их единственное назначение состоит в их использовании в процессе отображения ожидаемого события на конкретный адрес. Как для абстрактного рассмотрения, так и для конкретной реализации события безразлично, сколько процессов одновременно ожидают его наступления. Как результат, возможно возникновение некоторых противоречий. Во-первых, когда событие наступает и процессы, ожидающие его, соответствующим образом оповещаются об этом, все они «пробуждаются» и переходят в состояние «готовности к выполнению». Ядро выводит процессы из состояния приостанова все сразу, а не по одному, несмотря на то, что они в принципе могут конкурировать за одну и ту же заблокированную структуру данных и большинство из них через небольшой промежуток времени опять вернется в состояние приостанова (более подробно об этом шла речь в главах 2 и 3). На Рисунке 6.30 изображены несколько процессов, приостановленных до наступления определенных событий.

Рисунок 6.30. Процессы, приостановленные до наступления событий, и отображение событий на конкретные адреса

Еще одно противоречие связано с тем, что на один и тот же адрес могут отображаться несколько событий. На Рисунке 6.30, например, события «освобождение буфера» и «завершение ввода-вывода» отображаются на адрес буфера («адрес A»). Когда ввод-вывод в буфер завершается, ядро возобновляет выполнение всех процессов, приостановленных в ожидании наступления как того, так и другого события. Поскольку процесс, ожидающий завершения ввода-вывода, удерживает буфер заблокированным, другие процессы, которые ждали освобождения буфера, вновь приостановятся, ибо буфер все еще занят. Функционирование системы было бы более эффективным, если бы отображение событий на адреса было однозначным. Однако на практике такого рода противоречие на производительности системы не отражается, поскольку отображение на один адрес более одного события имеет место довольно редко, а также поскольку выполняющийся процесс обычно освобождает заблокированные ресурсы до того, как начнут выполняться другие процессы. Стилистически, тем не менее, механизм функционирования ядра стал бы более понятен, если бы отображение было однозначным.

6.6.2 Алгоритмы приостанова и возобновления выполнения

алгоритм sleep

входная информация:

 (1) адрес приостанова

 (2) приоритет

выходная информация:

 1, если процесс возобновляется по сигналу, который ему удалось уловить;

 вызов алгоритма longjump, если процесс возобновляется по сигналу, который ему не удалось уловить;

 0 — во всех остальных случаях;

{

 поднять приоритет работы процессора таким образом, чтобы заблокировать все прерывания;

 перевести процесс в состояние приостанова;

 включить процесс в хеш-очередь приостановленных процессов, базирующуюся на адресах приостанова;

 сохранить адрес приостанова в таблице процессов;

 сделать ввод для процесса приоритетным;

 if (приостанов процесса НЕ допускает прерываний) {

  выполнить переключение контекста;

   /* с этого места процесс возобновляет выполнение, когда «пробуждается» */

  снизить приоритет работы процессора так, чтобы вновь разрешить прерывания (как было до приостанова процесса);

  return (0);

 }

 /* приостанов процесса принимает прерывания, вызванные сигналами */

 if (к процессу не имеет отношения ни один из сигналов) {

  выполнить переключение контекста;