Simulering af spisende filosoffer

Præsentationer af emnet: "Simulering af spisende filosoffer"— Præsentationens transcript:

1 Simulering af spisende filosoffer
// philosopher.c #include <forks.h> #include <think_and_eat.h> philosopher(int i) { while (TRUE) { think(); take_fork(i); take_fork((i+1) % 5); eat(); put_fork(i); put_fork(i+1); } Middagsselskab simuleres med fem (mindst) samtidige processer. Krav til simulering ingen gaffeldeling spisning kræver to gafler ingen deadlock mindst mulig forsinkelse .. kræver raffineret brug af IPC = Inter-Proces Communication

2 Kildetekstfiler forks.h forks.c think_and_eat.h think_and_eat.c
philosopher.h philosopher.c dinner.c

3 Skabelse af filosofprocesser
// dinner.c #include <philosopher.h> main() { int philosophers = 5,i,pid; for (i=0; i<philosophers; i++) { pid = fork(); switch(pid) { case -1: printf("error"); exit(1); case 0: philosopher(i); exit(0); } Filosof skabes alene med fork(), dvs. uden exec(). "Middagsselskab" og "filosof" deler programtekst. Filosof-procedure kaldes i betinget sætning.

4 Beskyttelse af kritisk region
Problem: race-conditions fejl, inkonsistens el.lign. opstår hvis flere processer tilgår samme ressource eksempel: flere processer læser og skrive i samme datafil ..; første tilgang til ressource ressource; .. sidste tilgang til ressource; Test og sæt lås Kritisk region Lås op igen Løsninger semaforer, låsefiler, m.m. Krav til løsningerne: lås kun hvis nødvendigt ingen race conditions i selve test-og-sæt-lås programdelen ingen deadlock

5 Hvor er kritiske region(er) ?
// philosopher.c #include <forks.h> #include <think_and_eat.h> philosopher(int i) { while (TRUE) { think(); take_fork(i); take_fork((i+1) % 5); eat(); put_fork(i); put_fork(i+1); }

6 Kritiske regioner (I) (II) philosopher(int i) { philosopher(int i) {
while (TRUE) { think(); take_fork(i); take_fork((i+1) % 5); eat(); put_fork(i); put_fork(i+1); } (II) philosopher(int i) { while (TRUE) { think(); take_fork(i); //1 take_fork((i+1) % 5); //1 eat(); put_fork(i); //2 put_fork(i+1); //3 }

7 Naiv implementation af "test og sæt lås"
#define TRUE 1 #define FALSE 0 int available; while (! available){ sleep(1); } available = FALSE; available = TRUE ..; første tilgang af ressource; .. sidste tilgang til ressource;

8 Implementation af "test og sæt lås" med låsefil
char lock[] = "LockFile" while (open(lock,O_RDWR|O_CREAT|O_EXCL,0666)<0){ sleep(1); } remove(lock); ..; første tilgang af ressource; .. sidste tilgang til ressource; open() tester og (evt.) låser i udelelig sekvens. Test = findes filen ? Låsning = skab filen

9 Implementation af "test og sæt lås" med semafor (forenklet)
semaphore sem; down(sem); up(sem); ..; første tilgang af ressource; .. sidste tilgang til ressource; Hvad er en semafor ? Har talværdi som altid er større end eller lig nul. Har atomisk "down" operation som trækker 1 fra hvis muligt, ellers blokeres. Har atomisk "up" operation som lægger 1 til og vækker blokerede processer.

10 Skitse af semafor-implementation a la Tanenbaum
? down(int *sem) { if (*sem == 0) { SLEEP}; (*sem)-- ; } up(int *sem) { (*sem)++; {WAKE UP ONE SLEEPING PROCESS}; Skitse bruger pointer for at modificere variabel i kaldsomgivelser. Skitse mangler sikring af atomicitet og kommunikation (WAKE UP). SLEEP (*sem)-- (*sem)++ WAKE UP

11 Pointer-opgave #include <stdio.h> main() {
char ch = 'A',*p = &ch; printf("(1) %d %c \n",ch,ch); // hvad udskrives ? ch = ch*2 - 64; printf("(2) %d %c \n",*p,*p); }

12 Systemkald til at arbejde med semaforer
Atomicitet via disabling af interrupt. "Sleep" og "wake up" håndteres af operativsystemet. Uafhængige processer kan tilgå samme semafor. Navngivning af semaforer med heltal. Faciliteter til gruppering, initialisering, m.m. int semget(<nøgle>,<antal>,<flag: rettigheder, betingelser>) int semop(<id>,<nr;ændring;flag>,<antal>) int semctl(<id>,<nr>,<flag:SETVAL>,<værdi;..>); Normalt +1 eller -1

13 Producent / forbruger (jf. Tanenbaum fig. 2-11 s. 43)
Krav: undgå kaos (samtidig læs/skriv) undgå overflow undgå "underflow" Løsning med semaforer mutex (0-1) empty ( ) // tomme poster full ( ) // fyldte poster

14 Shellscripts Et shellscript er en fil med kommandoer der kan forstås og udføres af shellen. Shellscripts kan begynde med #!/bin/sh for at fortælle operativsystemet, at sciptet skal fortolkes af det angivne program (shellen). Samme effekt af følgende: <prompt> Kommando <prompt> /bin/sh Fil hvis Fil indeholder Kommando <prompt> Fil hvis Fil indeholder #!/bin/sh samt Kommando

15 #!/bin/bash # bytecounter (kommentar) if [ $# != 1 ] # test, antal par. then echo "usage: bytecounter katalog" # udskrivning exit # terminering fi cd $ # ref. til par. for file in $(ls) # loop; stdout af ls do if [ -f $file ] # er det en fil ? then wc -c $file # antal tegn udskrives else if [ -d $file ] # et katalog ? echo "Går til katalog: $file" $0 $file # prøv & and exec her echo "Tilbage i katalog: $1" done

16 Udførelse af delopgave "p" (selvstændigt program)
Program F vil have udført program P start-vent start-fortsæt overlejring F F F P P P

17 Processkabelse i C vs. shellscripts
Start "p" og vent: shellscript: p c-program: fork(); exec(p,..) // wait() Start "p" og fortsæt: shellscript: p & c-program: fork(); exec(p,..) // - Fortsæt som "p": shellscript: exec p c-program: exec(p,..)