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• Hiérarchie de processus
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• Modern Operating Systems
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• Operating Systems Concepts
– Chapitre 3
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Processus
• le unité de base du exécution
• en SE, il y a deux abstractions de base
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– processus – abstraction pour des actions
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PROCESSUS
6
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• Un processus a un ou plusieurs threads
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• Un processus a sa propre mémoire (isolée des
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E/S
• Un processus communique avec l'extérieur:
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17
A quoi ressemble un processus SE?
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• PCB (Process Control Block)
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– Décrit un processus au niveau SO
• Informations sur les ressources utilisées
• Liens vers d'autres structures
• Sécurité, surveillance, informations comptables
18
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SO: Curs 3: Procese 19
Attributs d'un processus
• PID
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20
CREATION D’UN PROCESSUS
21
Nouveau processus
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• Un autre processus (parent) crée un processus
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• Le nouveau processus (processus enfant) remplit
sa mémoire avec des informations exécutables
– L'action s'appelle également load, load time
– fait par le chargeur (loader)
22
Hiérarchie des processus
• Un processus peut créer un ou plusieurs
processus enfants.
• Un procès peut avoir un processus parent
23
Démarrage - UNIX
• init est au sommet de la hiérarchie des processus
– PID 1
• init est créé par le noyau au boot
• init crée ensuite les processus de démarrage
• les processus de démarrage créent d'autres
processus, etc.
24
Processus et exécutables
• Un ou plusieurs processus proviennent d'un fichier
exécutable
• Le fichier exécutable contient essentiellement les
données et le code du futur processus
• Le processus a aussi des zones de mémoire non
décrites dans l'exécutable associé
– stack
– heap (malloc)
– zones pour bibliothèques dynamiques
25
Nouveau Processus - UNIX
• Séparation entre la création d'un nouveau
processus et le chargement de données à partir
d'un exécutable
• fork: créer un nouveau processus (enfant)
(presque identique au processus parent)
• exec: chargement d'informations d'un exécutable
dans la mémoire du processus enfant
26
fork
• Nouveau processus
• Une clone de processus parent
• retour deux fois
– en parent
– en enfant
• Le nouveau processus a
– Un copie de PCB
– Nouveau PID
– Nouveau tableau des descripteurs (avec les même pointeurs)
– Un copie de la mémoire
27
fork bomb
while (1)
{
fork ();
}
28
fork bomb
while (1)
{
fork ();
}
29
Nouveau Processus - UNIX - fork
pid_t pid = fork ();
if (pid < 0) {
perror ("fork");
}
else if (pid > 0) {
// This is the parent process
printf ("Child process PID is %dn", pid);
}
else {
// This is the child process
printf ("My PID is %dn", getpid ());
}
30
exec
• Charge un nouveau exécutable
• Remplace les donnes d’exécutable courent
(l’image) avec les données chargées
d’exécutable
• ne retour pas
31
Nouveau Processus - UNIX - exec
int execl(const char *path, const char *arg0, ...
/*, (char *)0 */);
int execle(const char *path, const char *arg0, ...
/*, (char *)0, char *const envp[] */);
int execv(const char *path, char *const argv[]);
int execve(const char *path, char *const argv[],
char *const envp[]);
int execvp(const char *file, char *const argv[]);
32
Nouveau Processus - UNIX - exec
if (!execl ("/usr/bin/cowsay", "/usr/bin/cowsay",
"Hello", NULL))
{
perror ("execl");
abort ();
}
// if successful, this is never executed
33
Exemple
1. Une chaîne est écrite au stdin
2. La chaîne est interprétée par le shell dans un chemin
d’exécutable (et des arguments)
3. Le processus shell crée un nouveau processus (fork)
– Le processus enfant est planifié par le planificateur
4. Le processus enfant "charge" les données et le code
de l'exécutable (exec)
– Le processus parent du processus enfant est le processus
shell
5. Le processus parent attend le fini du processus enfant
34
Exemple
35
shell
parent
shell
child
fork()
child
exec(“/bin/ls”)
ls
shell
parent
wait()
Exemple
int status;
pid_t pid = fork ();
if (pid < 0) {
perror ("fork");
abort ();
}
else
if (pid > 0) {
// This is the parent process
// printf ("Child process PID is %dn", pid);
waitpid (pid, &status, 0);
}
else {
// This is the child process
if (!execl ("/bin/ls", "/bin/ls", "-l", NULL)) {
perror ("Error loading /bin/lsn");
abort ();
}
}
36
fork, exec et redirection
int fd;
pid_t pid = fork ();
if (pid == 0)
{
// redirect
fd = open ("output", O_TRUNC | O_WRONLY | O_CREAT, 0644);
dup2 (fd, 1);
if (!execl ("/bin/ls", "/bin/ls", "-l", NULL))
{
perror ("Error loading /bin/lsn");
abort ();
}
}
SO: Curs 3: Procese 37
Mot clés
• Processus
• init
• Hiérarchie des
processus
• fork
• exec
38
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SdE2 4 - Processus

  • 2. Linus Torvalds • Finlandais • Étudiant à Helsinki • Git • Linux
  • 3. Contenu • Processus – Rôle – Attributs • Hiérarchie de processus • Créer un processus – Autres opérations de traitement • Fermer un processus 3
  • 4. Bibliographie pour aujourd'hui • Modern Operating Systems – Chapitre 2 • 2.1 • Operating Systems Concepts – Chapitre 3 4
  • 5. Processus • le unité de base du exécution • en SE, il y a deux abstractions de base – fichier - abstraction pour l’information / les données – processus – abstraction pour des actions 5
  • 7. Qu'est-ce qu'un processus? • Un programme en cours d'exécution • Encapsulation / abstraction de l'exécution dans SO • Abstraction sur processeur, mémoire, E / S SO: Curs 3: Procese 7
  • 9. API utilisée par les processus 9
  • 10. Processeur • Un processus a un ou plusieurs threads – Un thread exécute des instructions sur un processeur • En règle générale, les processus système sont plus que des processeurs système – La planification des processus sur les processeurs est nécessaire 10
  • 11. Memoire • Un processus a sa propre mémoire (isolée des autres processus) – Code – Instructions – Données • Les instructions sont amenées de la RAM dans le processeur et exécutées – Nous disons que le processus s'exécute sur le processeur SO: Curs 3: Procese 11
  • 12. E/S • Un processus communique avec l'extérieur: disque, réseau, clavier, moniteur • La communication se fait généralement par les descripteurs de fichiers. – tableau de descripteurs de fichier – descripteur de fichier: un fichier, un socket, un terminal, un périphérique, etc. • Les opérations d'E/S bloque le processus – E/S est plus lent que le processeur – le processus attend la fin de l'opération 12
  • 14. Appel du système bloquante
  • 15. Types de processus (CPU) • CPU bound (CPU intensive) – utilise beaucoup le processeur • I/O bound (I/O intensive) – utilise rarement le processeur – faire des opérations d'E / S -> se bloque 15
  • 16. Types de processus (Utilisateur) • Interactif (foreground) – interagir avec l'utilisateur • Non interactif (batch, background) – services, démons 16
  • 17. LES ATTRIBUTES D’UN PROCESSUS 17
  • 18. A quoi ressemble un processus SE? • PID (Process ID) – le identifiant de processus • PCB (Process Control Block) – Une structure de données – Décrit un processus au niveau SO • Informations sur les ressources utilisées • Liens vers d'autres structures • Sécurité, surveillance, informations comptables 18
  • 19. Ressources • Temps d’execution sur processeur • Mémoire (code et données) • Tableau des descripteurs de fichiers • Certaines ressources peuvent être partagées avec d'autres processus SO: Curs 3: Procese 19
  • 20. Attributs d'un processus • PID • parent PID • pointeurs vers les ressources – tableau de descripteurs, tableau de mémoire … • état (en cours, en attente) • le quantum de temps d'exécution • comptabilisation des ressources consommées • utilisateur, groupe 20
  • 22. Nouveau processus • À partir d'un exécutable (programme) • Un autre processus (parent) crée un processus (enfant) • Le nouveau processus (processus enfant) remplit sa mémoire avec des informations exécutables – L'action s'appelle également load, load time – fait par le chargeur (loader) 22
  • 23. Hiérarchie des processus • Un processus peut créer un ou plusieurs processus enfants. • Un procès peut avoir un processus parent 23
  • 24. Démarrage - UNIX • init est au sommet de la hiérarchie des processus – PID 1 • init est créé par le noyau au boot • init crée ensuite les processus de démarrage • les processus de démarrage créent d'autres processus, etc. 24
  • 25. Processus et exécutables • Un ou plusieurs processus proviennent d'un fichier exécutable • Le fichier exécutable contient essentiellement les données et le code du futur processus • Le processus a aussi des zones de mémoire non décrites dans l'exécutable associé – stack – heap (malloc) – zones pour bibliothèques dynamiques 25
  • 26. Nouveau Processus - UNIX • Séparation entre la création d'un nouveau processus et le chargement de données à partir d'un exécutable • fork: créer un nouveau processus (enfant) (presque identique au processus parent) • exec: chargement d'informations d'un exécutable dans la mémoire du processus enfant 26
  • 27. fork • Nouveau processus • Une clone de processus parent • retour deux fois – en parent – en enfant • Le nouveau processus a – Un copie de PCB – Nouveau PID – Nouveau tableau des descripteurs (avec les même pointeurs) – Un copie de la mémoire 27
  • 30. Nouveau Processus - UNIX - fork pid_t pid = fork (); if (pid < 0) { perror ("fork"); } else if (pid > 0) { // This is the parent process printf ("Child process PID is %dn", pid); } else { // This is the child process printf ("My PID is %dn", getpid ()); } 30
  • 31. exec • Charge un nouveau exécutable • Remplace les donnes d’exécutable courent (l’image) avec les données chargées d’exécutable • ne retour pas 31
  • 32. Nouveau Processus - UNIX - exec int execl(const char *path, const char *arg0, ... /*, (char *)0 */); int execle(const char *path, const char *arg0, ... /*, (char *)0, char *const envp[] */); int execv(const char *path, char *const argv[]); int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]); int execvp(const char *file, char *const argv[]); 32
  • 33. Nouveau Processus - UNIX - exec if (!execl ("/usr/bin/cowsay", "/usr/bin/cowsay", "Hello", NULL)) { perror ("execl"); abort (); } // if successful, this is never executed 33
  • 34. Exemple 1. Une chaîne est écrite au stdin 2. La chaîne est interprétée par le shell dans un chemin d’exécutable (et des arguments) 3. Le processus shell crée un nouveau processus (fork) – Le processus enfant est planifié par le planificateur 4. Le processus enfant "charge" les données et le code de l'exécutable (exec) – Le processus parent du processus enfant est le processus shell 5. Le processus parent attend le fini du processus enfant 34
  • 36. Exemple int status; pid_t pid = fork (); if (pid < 0) { perror ("fork"); abort (); } else if (pid > 0) { // This is the parent process // printf ("Child process PID is %dn", pid); waitpid (pid, &status, 0); } else { // This is the child process if (!execl ("/bin/ls", "/bin/ls", "-l", NULL)) { perror ("Error loading /bin/lsn"); abort (); } } 36
  • 37. fork, exec et redirection int fd; pid_t pid = fork (); if (pid == 0) { // redirect fd = open ("output", O_TRUNC | O_WRONLY | O_CREAT, 0644); dup2 (fd, 1); if (!execl ("/bin/ls", "/bin/ls", "-l", NULL)) { perror ("Error loading /bin/lsn"); abort (); } } SO: Curs 3: Procese 37
  • 38. Mot clés • Processus • init • Hiérarchie des processus • fork • exec 38

Notes de l'éditeur

  1. * ce alte tehnici in afara de buffering se mai folosesc pentru optimizarea vitezei? (ex: read-ahead)