% http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-linux-process-management/
% TODO completare la parte su quando viene chiamato lo scheduler.
-Come accennato in sez.~\ref{sec:intro_unix_struct} è lo \itindex{scheduler}
-\textit{scheduler} che decide quale processo mettere in esecuzione; esso viene
-eseguito in occasione di dell'invocazione di ogni \textit{system call} ed per
-ogni interrupt dall'hardware oltre che in una serie di altre occasioni, e può
-essere anche attivato esplicitamente. Il timer di sistema provvede comunque a
-che esso sia invocato periodicamente, generando un interrupt periodico secondo
-una frequenza predeterminata, specificata dalla costante \const{HZ} del kernel
-(torneremo su questo argomento in sez.~\ref{sec:sys_unix_time}), che assicura
-che lo \textit{scheduler} scheduler venga comunque eseguito ad intervalli
-regolari e possa prendere le sue decisioni.
+\itindbeg{scheduler}
+Come accennato in sez.~\ref{sec:intro_unix_struct} è lo \textit{scheduler} che
+decide quale processo mettere in esecuzione; esso viene eseguito in occasione
+di dell'invocazione di ogni \textit{system call} ed per ogni interrupt
+dall'hardware oltre che in una serie di altre occasioni, e può essere anche
+attivato esplicitamente. Il timer di sistema provvede comunque a che esso sia
+invocato periodicamente, generando un interrupt periodico secondo una
+frequenza predeterminata, specificata dalla costante \const{HZ} del kernel
+(torneremo su questo argomento in sez.~\ref{sec:sys_unix_time}), che assicura
+che lo \textit{scheduler} venga comunque eseguito ad intervalli regolari e
+possa prendere le sue decisioni.
A partire dal kernel 2.6.21 è stato introdotto anche un meccanismo
completamente diverso, detto \textit{tickless}, in cui non c'è più una
sospensione anche per lunghi periodi di tempo.
Indipendentemente dalle motivazioni per cui questo avviene, ogni volta che
-viene eseguito lo \itindex{scheduler} \textit{scheduler} effettua il calcolo
-delle priorità dei vari processi attivi (torneremo su questo in
-sez.~\ref{sec:proc_priority}) e stabilisce quale di essi debba essere posto in
-esecuzione fino alla successiva invocazione.
+viene eseguito lo \textit{scheduler} effettua il calcolo delle priorità dei
+vari processi attivi (torneremo su questo in sez.~\ref{sec:proc_priority}) e
+stabilisce quale di essi debba essere posto in esecuzione fino alla successiva
+invocazione.
+\itindend{scheduler}
\subsection{Gli identificatori dei processi}
\label{sec:proc_pid}
e poi il padre.
In generale l'ordine di esecuzione dipenderà, oltre che dall'algoritmo di
-\itindex{scheduler} \textit{scheduling} usato dal kernel, dalla particolare
-situazione in cui si trova la macchina al momento della chiamata, risultando
-del tutto impredicibile. Eseguendo più volte il programma di prova e
-producendo un numero diverso di figli, si sono ottenute situazioni
-completamente diverse, compreso il caso in cui il processo padre ha eseguito
-più di una \func{fork} prima che uno dei figli venisse messo in esecuzione.
+\textit{scheduling} usato dal kernel, dalla particolare situazione in cui si
+trova la macchina al momento della chiamata, risultando del tutto
+impredicibile. Eseguendo più volte il programma di prova e producendo un
+numero diverso di figli, si sono ottenute situazioni completamente diverse,
+compreso il caso in cui il processo padre ha eseguito più di una \func{fork}
+prima che uno dei figli venisse messo in esecuzione.
Pertanto non si può fare nessuna assunzione sulla sequenza di esecuzione delle
istruzioni del codice fra padre e figli, né sull'ordine in cui questi potranno
rischio di incorrere nelle cosiddette \itindex{race~condition} \textit{race
condition} (vedi sez.~\ref{sec:proc_race_cond}).
-In realtà con l'introduzione dei kernel della serie 2.6 lo \itindex{scheduler}
-\textit{scheduler} è stato modificato per eseguire sempre per primo il
-figlio.\footnote{i risultati precedenti infatti sono stati ottenuti usando un
- kernel della serie 2.4.} Questa è una ottimizzazione adottata per evitare
-che il padre, effettuando per primo una operazione di scrittura in memoria,
-attivasse il meccanismo del \itindex{copy~on~write} \textit{copy on write},
-operazione inutile qualora il figlio venga creato solo per eseguire una
-\func{exec} su altro programma che scarta completamente lo spazio degli
-indirizzi e rende superflua la copia della memoria modificata dal
-padre. Eseguendo sempre per primo il figlio la \func{exec} verrebbe effettuata
-subito, con la certezza di utilizzare \itindex{copy~on~write} \textit{copy on
- write} solo quando necessario.
+In realtà con l'introduzione dei kernel della serie 2.6 lo \textit{scheduler}
+è stato modificato per eseguire sempre per primo il figlio.\footnote{i
+ risultati precedenti infatti sono stati ottenuti usando un kernel della
+ serie 2.4.} Questa è una ottimizzazione adottata per evitare che il padre,
+effettuando per primo una operazione di scrittura in memoria, attivasse il
+meccanismo del \itindex{copy~on~write} \textit{copy on write}, operazione
+inutile qualora il figlio venga creato solo per eseguire una \func{exec} su
+altro programma che scarta completamente lo spazio degli indirizzi e rende
+superflua la copia della memoria modificata dal padre. Eseguendo sempre per
+primo il figlio la \func{exec} verrebbe effettuata subito, con la certezza di
+utilizzare \itindex{copy~on~write} \textit{copy on write} solo quando
+necessario.
Con il kernel 2.6.32 però il comportamento è stato nuovamente cambiato,
stavolta facendo eseguire per primo sempre il padre. Si è realizzato infatti
\label{sec:proc_priority}
In questa sezione tratteremo più approfonditamente i meccanismi con il quale
-lo \itindex{scheduler} \textit{scheduler} assegna la CPU ai vari processi
-attivi. In particolare prenderemo in esame i vari meccanismi con cui viene
-gestita l'assegnazione del tempo di CPU, ed illustreremo le varie funzioni di
-gestione. Tratteremo infine anche le altre priorità dei processi (come quelle
-per l'accesso a disco) divenute disponibili con i kernel più recenti.
+lo \textit{scheduler} assegna la CPU ai vari processi attivi. In particolare
+prenderemo in esame i vari meccanismi con cui viene gestita l'assegnazione del
+tempo di CPU, ed illustreremo le varie funzioni di gestione. Tratteremo infine
+anche le altre priorità dei processi (come quelle per l'accesso a disco)
+divenute disponibili con i kernel più recenti.
\subsection{I meccanismi di \textit{scheduling}}
Il meccanismo usato da Linux è in realtà piuttosto complesso,\footnote{e
dipende strettamente dalla versione di kernel; in particolare a partire
- dalla serie 2.6.x lo scheduler è stato riscritto completamente, con molte
- modifiche susseguitesi per migliorarne le prestazioni, per un certo periodo
- ed è stata anche introdotta la possibilità di usare diversi algoritmi,
- selezionabili sia in fase di compilazione, che, nelle versioni più recenti,
- all'avvio (addirittura è stato ideato un sistema modulare che permette di
- cambiare lo scheduler a sistema attivo).} ma a grandi linee si può dire che
-ad ogni processo è assegnata una \textit{time-slice}, cioè un intervallo di
-tempo (letteralmente una fetta) per il quale, a meno di eventi esterni, esso
-viene eseguito senza essere interrotto. Inoltre la priorità dinamica viene
-calcolata dallo scheduler a partire da un valore iniziale che viene
-\textsl{diminuito} tutte le volte che un processo è in stato \textit{runnable}
-ma non viene posto in esecuzione.\footnote{in realtà il calcolo della priorità
- dinamica e la conseguente scelta di quale processo mettere in esecuzione
- avviene con un algoritmo molto più complicato, che tiene conto anche della
- \textsl{interattività} del processo, utilizzando diversi fattori, questa è
- una brutale semplificazione per rendere l'idea del funzionamento, per una
- trattazione più dettagliata, anche se non aggiornatissima, dei meccanismi di
- funzionamento dello scheduler si legga il quarto capitolo di
- \cite{LinKernDev}.} Lo scheduler infatti mette sempre in esecuzione, fra
-tutti i processi in stato \textit{runnable}, quello che ha il valore di
-priorità dinamica più basso.\footnote{con le priorità dinamiche il significato
- del valore numerico ad esse associato è infatti invertito, un valore più
- basso significa una priorità maggiore.} Il fatto che questo valore venga
-diminuito quando un processo non viene posto in esecuzione pur essendo pronto,
-significa che la priorità dei processi che non ottengono l'uso del processore
-viene progressivamente incrementata, così che anche questi alla fine hanno la
+ dalla serie 2.6.x lo \textit{scheduler} è stato riscritto completamente, con
+ molte modifiche susseguitesi per migliorarne le prestazioni, per un certo
+ periodo ed è stata anche introdotta la possibilità di usare diversi
+ algoritmi, selezionabili sia in fase di compilazione, che, nelle versioni
+ più recenti, all'avvio (addirittura è stato ideato un sistema modulare che
+ permette di cambiare lo \textit{scheduler} a sistema attivo).} ma a grandi
+linee si può dire che ad ogni processo è assegnata una \textit{time-slice},
+cioè un intervallo di tempo (letteralmente una fetta) per il quale, a meno di
+eventi esterni, esso viene eseguito senza essere interrotto. Inoltre la
+priorità dinamica viene calcolata dallo \textit{scheduler} a partire da un
+valore iniziale che viene \textsl{diminuito} tutte le volte che un processo è
+in stato \textit{runnable} ma non viene posto in esecuzione.\footnote{in
+ realtà il calcolo della priorità dinamica e la conseguente scelta di quale
+ processo mettere in esecuzione avviene con un algoritmo molto più
+ complicato, che tiene conto anche della \textsl{interattività} del processo,
+ utilizzando diversi fattori, questa è una brutale semplificazione per
+ rendere l'idea del funzionamento, per una trattazione più dettagliata, anche
+ se non aggiornatissima, dei meccanismi di funzionamento dello
+ \textit{scheduler} si legga il quarto capitolo di \cite{LinKernDev}.} Lo
+\textit{scheduler} infatti mette sempre in esecuzione, fra tutti i processi in
+stato \textit{runnable}, quello che ha il valore di priorità dinamica più
+basso.\footnote{con le priorità dinamiche il significato del valore numerico
+ ad esse associato è infatti invertito, un valore più basso significa una
+ priorità maggiore.} Il fatto che questo valore venga diminuito quando un
+processo non viene posto in esecuzione pur essendo pronto, significa che la
+priorità dei processi che non ottengono l'uso del processore viene
+progressivamente incrementata, così che anche questi alla fine hanno la
possibilità di essere eseguiti.
Sia la dimensione della \textit{time-slice} che il valore di partenza della
che ciascun processo si porta dietro, essa viene ereditata dai processi
figli e mantenuta attraverso una \func{exec}; fino alla serie 2.4 essa era
mantenuta nell'omonimo campo \texttt{nice} della \texttt{task\_struct}, con
- la riscrittura dello scheduler eseguita nel 2.6 viene mantenuta nel campo
- \texttt{static\_prio} come per le priorità statiche.} L'origine del nome di
-questo parametro sta nel fatto che generalmente questo viene usato per
+ la riscrittura dello \textit{scheduler} eseguita nel 2.6 viene mantenuta nel
+ campo \texttt{static\_prio} come per le priorità statiche.} L'origine del
+nome di questo parametro sta nel fatto che generalmente questo viene usato per
\textsl{diminuire} la priorità di un processo, come misura di cortesia nei
confronti degli altri. I processi infatti vengono creati dal sistema con un
valore nullo e nessuno è privilegiato rispetto agli altri. Specificando un
La politica \const{SCHED\_BATCH} è una variante della politica ordinaria con
la sola differenza che i processi ad essa soggetti non ottengono, nel calcolo
-delle priorità dinamiche fatto dallo scheduler, il cosiddetto bonus di
-interattività che mira a favorire i processi che si svegliano dallo stato di
-\textit{sleep}.\footnote{cosa che accade con grande frequenza per i processi
- interattivi, dato che essi sono per la maggior parte del tempo in attesa di
- dati in ingresso da parte dell'utente.} La si usa pertanto, come indica il
-nome, per processi che usano molta CPU (come programmi di calcolo) che in
-questo modo sono leggermente sfavoriti rispetto ai processi interattivi che
-devono rispondere a dei dati in ingresso, pur non perdendo il loro valore di
-\textit{nice}.
+delle priorità dinamiche fatto dallo \textit{scheduler}, il cosiddetto bonus
+di interattività che mira a favorire i processi che si svegliano dallo stato
+di \textit{sleep}.\footnote{cosa che accade con grande frequenza per i
+ processi interattivi, dato che essi sono per la maggior parte del tempo in
+ attesa di dati in ingresso da parte dell'utente.} La si usa pertanto, come
+indica il nome, per processi che usano molta CPU (come programmi di calcolo)
+che in questo modo sono leggermente sfavoriti rispetto ai processi interattivi
+che devono rispondere a dei dati in ingresso, pur non perdendo il loro valore
+di \textit{nice}.
La politica \const{SCHED\_IDLE} invece è una politica dedicata ai processi che
si desidera siano eseguiti con la più bassa priorità possibile, ancora più
processore.
Nell'uso comune, almeno con i kernel successivi alla serie 2.6.x, l'uso di
-questa funzione non è necessario, in quanto è lo scheduler stesso che provvede
-a mantenere al meglio l'affinità di processore. Esistono però esigenze
-particolari, ad esempio quando un processo (o un gruppo di processi) è
-utilizzato per un compito importante (ad esempio per applicazioni
+questa funzione non è necessario, in quanto è lo \textit{scheduler} stesso che
+provvede a mantenere al meglio l'affinità di processore. Esistono però
+esigenze particolari, ad esempio quando un processo (o un gruppo di processi)
+è utilizzato per un compito importante (ad esempio per applicazioni
\textit{real-time} o la cui risposta è critica) e si vuole la massima
velocità, e con questa interfaccia diventa possibile selezionare gruppi di
processori utilizzabili in maniera esclusiva. Lo stesso dicasi quando
utilizzate anche in un sistema con un processore singolo, nel qual caso però
non avranno alcun risultato effettivo.
-
\itindend{scheduler}
\itindend{CPU~affinity}
projects / gapil.git / blobdiff