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# Interruptions - Ordonnancement
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- partie 1 : [interruptions](interruptions.md)
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- partie 2 : [Ordonnamcement](ordonnancement.md)
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#### Ex1 :
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Linux fournit les compteurs d'interruptions dans :
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```bash
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cat /proc/interrupts
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```
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Exécutez :
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```bash
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cat /proc/interrupts
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```
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Vous devriez obtenir un tableau comportant notamment une colonne par CPU.
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Pour connaître le nombre de processeurs logiques :
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```bash
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nproc
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```
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Vous pouvez également utiliser :
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```bash
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lscpu
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```
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1. Combien de processeurs logiques possède votre machine ?
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2. Combien de colonnes correspondant aux CPU observez-vous dans `/proc/interrupts` ?
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3. À quoi correspond chaque ligne du tableau ?
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4. Pourquoi les compteurs sont-ils différents selon les CPU ?
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#### Ex2
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Une interruption matérielle peut être générée lorsqu'un périphérique demande l'attention du processeur.
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Sur un PC traditionnel, le clavier est associé à l'IRQ 1.
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Recherchez les informations relatives au clavier :
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```bash
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grep -i keyboard /proc/interrupts
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```
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Vous pouvez également rechercher le contrôleur `i8042` :
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```bash
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grep i8042 /proc/interrupts
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```
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Sur de nombreuses machines, vous observerez une ligne semblable à :
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```text
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1: ... IR-IO-APIC 1-edge i8042
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```
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Le numéro `1` est le numéro d'IRQ.
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Le suffixe :
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```text
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1-edge
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```
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indique que cette interruption est configurée en mode déclenché sur front (*edge-triggered*).
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Dans un terminal, lancez :
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```bash
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watch -n 1 'grep "^ *1:" /proc/interrupts'
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```
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Puis appuyez plusieurs fois sur des touches.
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1. Le compteur de l'IRQ 1 augmente-t-il lorsque vous utilisez le clavier ?
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2. Sur quel CPU le compteur augmente-t-il ?
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3. Pourquoi le clavier n'a-t-il pas besoin d'être interrogé en permanence par le processeur ?
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4. Quelle différence faites-vous entre :
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- une interruption ;
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- une interrogation périodique (*polling*) ?
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#### Ex3
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Linux permet de contrôler les processeurs auxquels une IRQ peut être distribuée.
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Pour l'IRQ 1 :
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```bash
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cat /proc/irq/1/smp_affinity
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```
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Vous pouvez également utiliser :
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```bash
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cat /proc/irq/1/effective_affinity
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```
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et :
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```bash
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cat /proc/irq/1/effective_affinity_list
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```
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1. Quel est le masque d'affinité pour l'IRQ 1 sur votre machine ?
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2. Quel(s) CPU(s) est(sont) séléctionné(s) pour la gérer ?
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3. Y-a-t-il un interêt à la gérer toujours sur le même cpu ?
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#### Ex4
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Sur une machine multicœur, un processeur peut avoir besoin de demander une action à un autre processeur.
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Linux utilise alors des **IPI** (*Inter-Processor Interrupts*).
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Examinez :
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```bash
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cat /proc/interrupts
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```
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Recherchez notamment les lignes :
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```text
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LOC
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RES
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CAL
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TLB
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```
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Les significations importantes sont :
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- `LOC` : interruptions du timer local ;
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- `RES` : demandes de réordonnancement ;
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- `CAL` : appels de fonctions entre CPU ;
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- `TLB` : invalidations de TLB entre CPU.
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##### `LOC` : timer local
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`LOC` correspond aux interruptions du timer local de chaque CPU.
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Elles permettent notamment au noyau d'effectuer certaines opérations liées :
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- à la gestion du temps ;
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- à la comptabilisation du temps CPU ;
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- à l'ordonnancement.
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1. Pourquoi chaque CPU possède-t-il son propre compteur `LOC` ?
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##### `RES` : rescheduling
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Une ligne `RES` correspond à des demandes de réordonnancement transmises entre CPU.
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Par exemple, un CPU peut devoir signaler à un autre CPU qu'il doit réévaluer le processus actuellement exécuté.
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1. Pourquoi un CPU peut-il avoir besoin de demander à un autre CPU de réévaluer son ordonnancement ?
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##### `TLB` — TLB shootdown
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Le TLB (*Translation Lookaside Buffer*) contient des traductions récentes :
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```text
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adresse virtuelle → adresse physique
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```
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Supposons qu'un CPU modifie les tables de pages d'un processus.
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Un autre CPU peut encore posséder dans son TLB une ancienne traduction.
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Linux doit alors demander à ce CPU d'invalider l'entrée correspondante.
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Il peut utiliser une IPI.
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Le mécanisme est souvent appelé :
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> **TLB shootdown**
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1. Pourquoi une modification des tables de pages peut-elle nécessiter une action sur un autre CPU ?
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2. Pourquoi le TLB doit-il être invalidé ?
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3. Une IPI TLB provient-elle d'un périphérique matériel externe ?
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#### Ex4
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Pour déclencher l’exception `Illegal instruction` , il faut exécuter du code
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invalide pour le processeur employé. C’est difficile avec les architectures
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actuelles car les pages de code sont verrouillées en lecture seule (donc
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impossible de modifier des fonctions existantes) et les pages de données ne sont
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pas exécutables (donc impossible d’y dérouter l’exécution).
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La solution consiste à générer un code assembleur invalide et à l’insérer
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manuellement dans un programme C, comme c’est fait dans le fichier
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illegal.c (les instructions sont invalides pour un processeur x86, il
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faudra peut-être changer les valeurs si on le teste sur une autre architecture).
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1. Observez l'effet avec
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``bash
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strace ./illegal
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```
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Comment l'exception s'est traduite au niveau du processus fautif ?
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