Domande sullo switch dei processi

[shodan]

Ciao a tutti,
apro questo post per togliermi alcuni dubbi su come funziona a livello hardware il contex switch nel kernel linux e sulle macchine x86.

Perdonatemi se le domande risulteranno banali, ma su google non riesco a trovare la risposta ai miei dubbi (nonostante abbia trovato molto materiale che spiega cos'è il contex switch e come funziona lo scheduler non ho trovato quello che cercavo).

Dato per scontato che ho presente abbastanza bene com'è implementato lo scheduler di linux, vorrei capire come fa quest'ultimo a far eseguire un processo solo per un certo tempo e come può, di conseguenza, accorgersi che questo tempo (quanto) è terminato.
E' una funzionalità integrata direttamente nell'hardware 386 e superiori, cioè lo scheduler dice al processore di eseguire un certo task solo per un certo quanto di tempo direttamente quando sta per lanciare il task in questione? Oppure lo scheduler si limita a controllare periodicamente il tempo di esecuzione di un certo task e confrontarlo con il quanto di tempo teoricamente assegnatoli?
Se fosse vera quest'ultima ipotesi, come potrebbe lo scheduler svolgere i suoi compiti? Per far questo dovrebbe essere eseguito, ma la CPU allo stesso tempo sta eseguendo il task assegnatole; come potrebbe eseguire contemporaneamente anche lo scheduler? Inoltre, in quest'ultimo caso nessuno ci assicurerebbe che il processo non sia in realtà eseguito per un tempo superiore al quanto originariamente assegnatogli.

In sintesi vorrei sapere se c'è un supporto hardware per il multitasking nelle CPU 386 e superiori, oppure se questo (compreso lo scheduler necessario a gestire i vari task) sia implementato solo nel software.

Ciao grazie!

[VICIUS]

Originariamente inviato da shodan

Ciao a tutti,
apro questo post per togliermi alcuni dubbi su come funziona a livello hardware il contex switch nel kernel linux e sulle macchine x86.

Perdonatemi se le domande risulteranno banali, ma su google non riesco a trovare la risposta ai miei dubbi (nonostante abbia trovato molto materiale che spiega cos'è il contex switch e come funziona lo scheduler non ho trovato quello che cercavo).

Dato per scontato che ho presente abbastanza bene com'è implementato lo scheduler di linux, vorrei capire come fa quest'ultimo a far eseguire un processo solo per un certo tempo e come può, di conseguenza, accorgersi che questo tempo (quanto) è terminato.
E' una funzionalità integrata direttamente nell'hardware 386 e superiori, cioè lo scheduler dice al processore di eseguire un certo task solo per un certo quanto di tempo direttamente quando sta per lanciare il task in questione? Oppure lo scheduler si limita a controllare periodicamente il tempo di esecuzione di un certo task e confrontarlo con il quanto di tempo teoricamente assegnatoli?
Se fosse vera quest'ultima ipotesi, come potrebbe lo scheduler svolgere i suoi compiti? Per far questo dovrebbe essere eseguito, ma la CPU allo stesso tempo sta eseguendo il task assegnatole; come potrebbe eseguire contemporaneamente anche lo scheduler? Inoltre, in quest'ultimo caso nessuno ci assicurerebbe che il processo non sia in realtà eseguito per un tempo superiore al quanto originariamente assegnatogli.

In sintesi vorrei sapere se c'è un supporto hardware per il multitasking nelle CPU 386 e superiori, oppure se questo (compreso lo scheduler necessario a gestire i vari task) sia implementato solo nel software.

Ciao grazie!

Questa è più una domanda per la sezione Programmazione. Provo comunque a rispondere.
Un supporto anche se minimo è dato dagli interrupt che permettono l'esecuzione asincrona di certe routine. Sono usati ad esempio dalle periferiche per avvertire la CPU quando succede qualcosa. Se la CPU sente la presenza di un interrupt questa smette di fare quello che sta facendo e lancia in esecuzione il codice assegnato.

Oltre alle normali periferiche all'interno di ogni PC c'è anche un orologio piuttosto preciso che può essere programmato a lanciare un interrupt ogni X millisecondi.

Un sistema come linux non deve fare altro che impostare l'intervallo dell'orologio allo stesso valore del timeslice a disposizione di ogni processo ed associare al interrupt il codice dello scheduler. Quando verrà eseguito questo deciderà se cedere il controllo nuovamente al processo corrente oppure ad uno nuovo.

ciao

[ilsensine]

Originariamente inviato da shodan

Dato per scontato che ho presente abbastanza bene com'è implementato lo scheduler di linux, vorrei capire come fa quest'ultimo a far eseguire un processo solo per un certo tempo e come può, di conseguenza, accorgersi che questo tempo (quanto) è terminato.

Tramite un timer di sistema

E' una funzionalità integrata direttamente nell'hardware 386 e superiori, cioè lo scheduler dice al processore di eseguire un certo task solo per un certo quanto di tempo direttamente quando sta per lanciare il task in questione? Oppure lo scheduler si limita a controllare periodicamente il tempo di esecuzione di un certo task e confrontarlo con il quanto di tempo teoricamente assegnatoli?
Se fosse vera quest'ultima ipotesi, come potrebbe lo scheduler svolgere i suoi compiti? Per far questo dovrebbe essere eseguito, ma la CPU allo stesso tempo sta eseguendo il task assegnatole; come potrebbe eseguire contemporaneamente anche lo scheduler?

Il timer genera un irq, durante la gestione del quale il kernel controlla lo stato del quanto temporale del processo. Se necessario, il task viene spostato sulla runqueue dei processi "expired" e un nuovo task viene preparato per il ripristino dell'esecuzione. Molti processori, come gli x86, hanno uno specifico supporto hw per aiutare questa fase. Se chiedi in Programmazione possono fornirti i dettagli, se ti interessa.

[shodan]

Grazie mille per le risposte!

Quindi, se ho ben capito:

-) il kernel imposta l'orologio di sistema per "emettere" un IRQ ogni x, dove x è il quanto di tempo impostato nel kernel stesso;
-) l'IRQ emesso dall'orologio viene associato al codice del kernel stesso (in questo caso dello scheduler);
-) lo scheduler sceglie un task da eseguire;
-) il task viene eseguito; in questa fase lo scheduler risulta interrotto (in che stato è? Sleeping?);
-) il timer avvisa tramite l'IRQ che il quanto è finito;
-) il task viene interrotto e la CPU riesegue nuovamente lo scheduler;
-) lo scheduler sceglie il prossimo task da eseguire.

Giusto?

Ciao.

PS: grazie a entrambi per le vostre risposte; spesso leggo con grande interesse i vostri interventi!

[LimiT-MaTz]

bello!
un post interessante proprio ora che sto studiando calcolatori-elettronici!

[ilsensine]

Originariamente inviato da shodan

Grazie mille per le risposte!

Quindi, se ho ben capito:

-) il kernel imposta l'orologio di sistema per "emettere" un IRQ ogni x, dove x è il quanto di tempo impostato nel kernel stesso;
-) l'IRQ emesso dall'orologio viene associato al codice del kernel stesso (in questo caso dello scheduler);
-) lo scheduler sceglie un task da eseguire;
-) il task viene eseguito; in questa fase lo scheduler risulta interrotto (in che stato è? Sleeping?);
-) il timer avvisa tramite l'IRQ che il quanto è finito;
-) il task viene interrotto e la CPU riesegue nuovamente lo scheduler;
-) lo scheduler sceglie il prossimo task da eseguire.

Giusto?

Più o meno. Non ha senso dire che "lo scheduler risulta interrorro". Lo scheduler non è un programma, è una piccola libreria che viene invocata quando è necessario sospendere il processo corrente per attivarne un altro. Può essere invocato dall'irq handler del timer per emulare un multitask non cooperativo, ma può essere invocato anche in molte altre situazioni.

[shodan]

Originariamente inviato da ilsensine

Più o meno. Non ha senso dire che "lo scheduler risulta interrorro". Lo scheduler non è un programma, è una piccola libreria che viene invocata quando è necessario sospendere il processo corrente per attivarne un altro. Può essere invocato dall'irq handler del timer per emulare un multitask non cooperativo, ma può essere invocato anche in molte altre situazioni.

Perfetto... dovrei aver capito!

Grazie mille!