forked from monnerat/BUT2FI_2026_R3.05
Compare commits
9 Commits
| Author | SHA1 | Date | |
|---|---|---|---|
| 2a483e0f4b | |||
| c0ba99e291 | |||
| d95de5f45e | |||
| 30398d72c9 | |||
| 35bdc4fcd4 | |||
| 3cce780526 | |||
| de9994fe3a | |||
| 93ef7aa105 | |||
| 60816fac42 |
@@ -18,7 +18,18 @@ R3.05 (Programmation système).
|
|||||||
|
|
||||||
Merci de lire les [quelques recommandations](./misc/CODE.md) sur les bonnes pratiques d'écriture de code.
|
Merci de lire les [quelques recommandations](./misc/CODE.md) sur les bonnes pratiques d'écriture de code.
|
||||||
|
|
||||||
#### Semaine 1 (01/09 - 05/09)
|
#### Semaine 1 (31/08 - 04/09)
|
||||||
Rappels sur la gestion de la [mémoire](cours/memoire.pdf), [td1](td/td1/td1.pdf), [tp1](tp/tp1/).
|
Rappels sur la gestion de la [mémoire](cours/memoire.pdf), [td1](td/td1/td1.pdf), [tp1](tp/tp1/).
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Semaine 2 (07/09 - 11/09)
|
||||||
|
[Système de fichiers et api E/S](cours/fichier.pdf), [td2](td/td2/td2.pdf), [tp2](tp/tp2).
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Semaine 3 (14/09 - 18/09)
|
||||||
|
[Processus](cours/processus.pdf), [interruption/ordonnancement](cours/interruption_ordoanncement.pdf), [td3](td/td3/td3.pdf), [tp3](tp/tp3).
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Semaine 4 (21/09 - 25/09)
|
||||||
|
[interruption/ordonnancement](cours/interruption_ordoanncement.pdf), [td4](td/td4/td4.pdf), [tp4](tp/tp4).
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|||||||
Binary file not shown.
Binary file not shown.
Binary file not shown.
Binary file not shown.
Executable
BIN
Binary file not shown.
Binary file not shown.
Binary file not shown.
@@ -0,0 +1,117 @@
|
|||||||
|
# Processus
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Ex1
|
||||||
|
Compilez et exécutez [ex1-stdio.c](src/ex1-stdio.c) et [ex1-syscall.c](src/ex1-syscall.c).
|
||||||
|
Expliquez.
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Ex2
|
||||||
|
Compilez et exécutez [fork_and_fd1.c](src/fork_and_fd1.c) et [fork_and_fd2.c](src/fork_and_fd2.c).
|
||||||
|
Expliquez.
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Ex3
|
||||||
|
Que fait le programme [copy1byte.c](src/copy1byte.c) ?
|
||||||
|
Décommentez la ligne du `fork`. Expliquez ce qui se passe.
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Ex4
|
||||||
|
Compilez et exécutez [copy_on_write.c](src/copy_on_write.c). En utilisant l'interface `/proc/pid/smaps`, vérifiez
|
||||||
|
la technique du copy on write utilisé par le système.
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Ex5
|
||||||
|
Ecrire un programme qui crée un processus fils.
|
||||||
|
|
||||||
|
Dans le fils :
|
||||||
|
|
||||||
|
* imprimer le retour de `fork()`, `getpid()`, `getppid()`.
|
||||||
|
* bloquer 4 secondes (`sleep`).
|
||||||
|
* se terminer avec `exit(2)`.
|
||||||
|
|
||||||
|
Dans le père :
|
||||||
|
|
||||||
|
* imprimer le retour de `fork()`, `getpid()`, `getppid()`.
|
||||||
|
* attendre la fin de son fils (`wait()`), et imprimer son code de retour.
|
||||||
|
* afficher alors la liste de tous les processus actifs (`execl()` avec
|
||||||
|
`ps -ef`).
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Ex6
|
||||||
|
|
||||||
|
Le but de l'exercice est de détecter la présence d'un zéro dans un
|
||||||
|
tableau `unsigned char` de taille `SIZE` en découpant le travail entre
|
||||||
|
plusieurs processus. On part du programme source suivant :
|
||||||
|
|
||||||
|
```c
|
||||||
|
#define SIZE 1000
|
||||||
|
int search(const unsigned char * t,int start,int end)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* renvoie 1 s'il y a un 0 dans la tranche du tableau,
|
||||||
|
* 0 sinon */
|
||||||
|
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int main(int argc , char * argv[])
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int i;
|
||||||
|
unsigned char arr[SIZE];
|
||||||
|
|
||||||
|
srandom(time(NULL));
|
||||||
|
|
||||||
|
for (i = 0; i < SIZE; i++)
|
||||||
|
arr[i] = (unsigned char) (random() % 255) + 1;
|
||||||
|
|
||||||
|
printf("Enter a number between 0 and %d: ", SIZE);
|
||||||
|
scanf(" %d", &i);
|
||||||
|
if (i >= 0 && i < SIZE) arr[i] = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (search(arr,0,SIZE-1))
|
||||||
|
printf("Found !\n");
|
||||||
|
else
|
||||||
|
printf("Not found !\n");
|
||||||
|
return EXIT_SUCCES;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Combien y-at-il de 0 au plus dans le tableau ? Complétez la fonction
|
||||||
|
`search`, et testez.
|
||||||
|
|
||||||
|
1. Première version. Modifiez le programme pour que le processus crée
|
||||||
|
un fils. Le fils et le père cherche chacun le zéro dans une moitié
|
||||||
|
du tableau. Le fils communique le résultat à son père. Celui-ci, à
|
||||||
|
l'aide de son propre travail, donnera la réponse.
|
||||||
|
|
||||||
|
2. Deuxième version. Votre programme accepte sur la ligne de commande
|
||||||
|
un entier n entre 1 et 100. Le programme crée n fils
|
||||||
|
qui cherche chacun dans une partie du tableau. Le père attend la fin
|
||||||
|
de chacun de ses fils, récupère leur résultat et affiche la réponse.
|
||||||
|
|
||||||
|
3. Troisième version. On améliore la version précédente. Lorsque qu'un
|
||||||
|
fils trouve le 0 dans le tableau, et que le père en est averti,
|
||||||
|
faites en sorte que les autres fils vivants se terminent. On
|
||||||
|
utilisera la primitive `kill()` qui perment d'envoyer le signal de
|
||||||
|
terminaison (`SIGTERM`) à tout un groupe.
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Ex7
|
||||||
|
Exécutez le programme [session.c](src/session.c) et interprétez avec `ps`
|
||||||
|
les informations `pid,ppid,pgid,sess,tpgid` des processus créés.
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Ex8
|
||||||
|
Écrire un programme qui pour `n>0` donné sur la ligne de commande, engendre l'arbre généalogique :
|
||||||
|
```
|
||||||
|
0|
|
||||||
|
|\ 1
|
||||||
|
| \
|
||||||
|
| |\ 2
|
||||||
|
| | \
|
||||||
|
| | |\ ...
|
||||||
|
| | | \
|
||||||
|
| | | |\ n
|
||||||
|
x x x x x
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Chaque processus choisit un nombre au hasard entre 0 et 127. Le processus 0 affichera la plus grande valeur choisie par tous
|
||||||
|
les processus.
|
||||||
|
|
||||||
|
Remarque : on pourra modifier la séquence de nombres aléatoires en utilisant srand dans chaque processus créé. (pourquoi ?)
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
@@ -0,0 +1,45 @@
|
|||||||
|
#include <sys/types.h>
|
||||||
|
#include <unistd.h>
|
||||||
|
#include<stdio.h>
|
||||||
|
#include <stdlib.h>
|
||||||
|
#include<assert.h>
|
||||||
|
#include <sys/types.h>
|
||||||
|
#include <sys/stat.h>
|
||||||
|
#include <fcntl.h>
|
||||||
|
#include <string.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
#define msg1 "je suis le pere"
|
||||||
|
#define msg2 "je suis le fils !!!"
|
||||||
|
|
||||||
|
int main(int argc,char * argv[]){
|
||||||
|
|
||||||
|
int infd,outfd;
|
||||||
|
ssize_t nbread;
|
||||||
|
char buf[1];
|
||||||
|
pid_t p;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (argc != 3){
|
||||||
|
|
||||||
|
printf("%s infile outfile\n",argv[0]);
|
||||||
|
exit(1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
infd = open(argv[1],O_RDONLY);
|
||||||
|
assert(infd >= 0);
|
||||||
|
outfd = open(argv[2],O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0644);
|
||||||
|
assert(outfd >= 0);
|
||||||
|
|
||||||
|
//p=fork(); // <- decommentez cette ligne
|
||||||
|
|
||||||
|
while(1){
|
||||||
|
|
||||||
|
nbread=read(infd,buf,sizeof(buf));
|
||||||
|
if (nbread <=0 ) break;
|
||||||
|
write(outfd,buf,sizeof(buf));
|
||||||
|
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
close(infd);
|
||||||
|
close(outfd);
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -0,0 +1,49 @@
|
|||||||
|
#include <stdio.h>
|
||||||
|
#include <stdlib.h>
|
||||||
|
#include <unistd.h>
|
||||||
|
#include <sys/wait.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
#define N 8*1024*1024
|
||||||
|
|
||||||
|
char tab[N];
|
||||||
|
|
||||||
|
int main(void)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int i = 0; i < N; i++)
|
||||||
|
tab[i] = (char)i;
|
||||||
|
|
||||||
|
printf("Avant fork : tab = %p\n", (void *)tab);
|
||||||
|
|
||||||
|
pid_t pid = fork();
|
||||||
|
|
||||||
|
if (pid < 0) {
|
||||||
|
perror("fork");
|
||||||
|
exit(EXIT_FAILURE);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (pid == 0) {
|
||||||
|
printf("Fils : tab = %p, tab[5000] = %d\n",
|
||||||
|
(void *)(tab+5000), tab[5000]);
|
||||||
|
printf("FILS PID = %d\n", getpid());
|
||||||
|
getchar();
|
||||||
|
|
||||||
|
tab[5000] = 42;
|
||||||
|
printf("-> modification\n");
|
||||||
|
getchar();
|
||||||
|
|
||||||
|
printf("Fils après modification : tab[5000] = %d\n",
|
||||||
|
tab[5000]);
|
||||||
|
|
||||||
|
exit(EXIT_SUCCESS);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else {
|
||||||
|
sleep(1);
|
||||||
|
|
||||||
|
printf("Père : tab = %p, tab[5000] = %d\n",
|
||||||
|
(void *)tab, tab[5000]);
|
||||||
|
|
||||||
|
wait(NULL);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -0,0 +1,12 @@
|
|||||||
|
#include <sys/types.h>
|
||||||
|
#include <unistd.h>
|
||||||
|
#include <stdio.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
int main(){
|
||||||
|
|
||||||
|
printf("NON");
|
||||||
|
if (fork()) {
|
||||||
|
printf("OUI\n");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -0,0 +1,14 @@
|
|||||||
|
#include <sys/types.h>
|
||||||
|
#include <unistd.h>
|
||||||
|
#include <stdio.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
int main(){
|
||||||
|
|
||||||
|
//printf("NON");
|
||||||
|
write(STDOUT_FILENO,"NON",3);
|
||||||
|
if (fork()) {
|
||||||
|
//printf("OUI\n");
|
||||||
|
write(STDOUT_FILENO,"OUI\n",4);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -0,0 +1,32 @@
|
|||||||
|
#include <stdio.h>
|
||||||
|
#include <unistd.h>
|
||||||
|
#include <stdlib.h>
|
||||||
|
#include <assert.h>
|
||||||
|
#include <sys/wait.h>
|
||||||
|
int main(int argc, char *argv[])
|
||||||
|
{
|
||||||
|
pid_t p;
|
||||||
|
int status;
|
||||||
|
p = fork();
|
||||||
|
assert( p >= 0);
|
||||||
|
|
||||||
|
if ( p == 0){
|
||||||
|
printf("@retour de fork = %d pid = %d ppid = %d\n",p,getpid(),getppid());
|
||||||
|
sleep(4);
|
||||||
|
exit(2);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
printf("@retour de fork = %d pid = %d ppid = %d\n",p,getpid(),getppid());
|
||||||
|
|
||||||
|
assert( wait(&status) >= 0);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (WIFEXITED(status))
|
||||||
|
printf("code retour fils = %d\n",WEXITSTATUS(status));
|
||||||
|
|
||||||
|
execlp("ls","totototo","-l","/",NULL);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* code ici */
|
||||||
|
assert(0);
|
||||||
|
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -0,0 +1,43 @@
|
|||||||
|
#include <sys/types.h>
|
||||||
|
#include <unistd.h>
|
||||||
|
#include<stdio.h>
|
||||||
|
#include <stdlib.h>
|
||||||
|
#include<assert.h>
|
||||||
|
#include <sys/types.h>
|
||||||
|
#include <sys/stat.h>
|
||||||
|
#include <fcntl.h>
|
||||||
|
#include <string.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
#define msg1 "je suis le pere"
|
||||||
|
#define msg2 "je suis le fils !!!"
|
||||||
|
|
||||||
|
int main(int argc,char * argv[]){
|
||||||
|
|
||||||
|
int outfd;
|
||||||
|
pid_t p;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (argc != 2){
|
||||||
|
|
||||||
|
printf("%s file\n",argv[0]);
|
||||||
|
exit(1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
//p=fork();
|
||||||
|
outfd = open(argv[1],O_WRONLY|O_CREAT,0644);
|
||||||
|
assert(outfd >= 0);
|
||||||
|
p=fork();
|
||||||
|
switch(p){
|
||||||
|
case (pid_t)-1 :
|
||||||
|
perror(NULL);
|
||||||
|
exit(2);
|
||||||
|
|
||||||
|
case (pid_t)0 :
|
||||||
|
write(outfd,msg2,strlen(msg2));
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
default :
|
||||||
|
write (outfd,msg1,strlen(msg1));
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
getchar();
|
||||||
|
close(outfd);
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -0,0 +1,43 @@
|
|||||||
|
#include <sys/types.h>
|
||||||
|
#include <unistd.h>
|
||||||
|
#include<stdio.h>
|
||||||
|
#include <stdlib.h>
|
||||||
|
#include<assert.h>
|
||||||
|
#include <sys/types.h>
|
||||||
|
#include <sys/stat.h>
|
||||||
|
#include <fcntl.h>
|
||||||
|
#include <string.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
#define msg1 "je suis le pere"
|
||||||
|
#define msg2 "je suis le fils !!!"
|
||||||
|
|
||||||
|
int main(int argc,char * argv[]){
|
||||||
|
|
||||||
|
int outfd;
|
||||||
|
pid_t p;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (argc != 2){
|
||||||
|
|
||||||
|
printf("%s file\n",argv[0]);
|
||||||
|
exit(1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
p=fork();
|
||||||
|
outfd = open(argv[1],O_WRONLY|O_CREAT,0644);
|
||||||
|
assert(outfd >= 0);
|
||||||
|
//p=fork();
|
||||||
|
switch(p){
|
||||||
|
case (pid_t)-1 :
|
||||||
|
perror(NULL);
|
||||||
|
exit(2);
|
||||||
|
|
||||||
|
case (pid_t)0 :
|
||||||
|
write(outfd,msg2,strlen(msg2));
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
default :
|
||||||
|
write (outfd,msg1,strlen(msg1));
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
getchar();
|
||||||
|
close(outfd);
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -0,0 +1,18 @@
|
|||||||
|
#include <stdio.h>
|
||||||
|
#include <unistd.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
int main(int argc, char *argv[])
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (fork()){
|
||||||
|
printf("session = %d\n",getsid(getpid()));
|
||||||
|
while(1);
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
setsid();
|
||||||
|
printf("session = %d\n",getsid(getpid()));
|
||||||
|
while(1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
@@ -0,0 +1,6 @@
|
|||||||
|
# Interruptions - Ordonnancement
|
||||||
|
|
||||||
|
- partie 1 : [interruptions](interruptions.md)
|
||||||
|
- partie 2 : [Ordonnamcement](ordonnancement.md)
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
@@ -0,0 +1,13 @@
|
|||||||
|
#include <stdio.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
int main(int argc, char *argv[])
|
||||||
|
{
|
||||||
|
unsigned long long i = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
while (1)
|
||||||
|
i++;
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -0,0 +1,16 @@
|
|||||||
|
#include <stdio.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
void (fonction) (void)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
asm volatile (".byte 255, 255, 255, 255");
|
||||||
|
// asm volatile ("ud2");
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int main(int argc, char * argv[])
|
||||||
|
{
|
||||||
|
fprintf(stderr, "J'execute la fonction avec le code invalide...\n");
|
||||||
|
fonction();
|
||||||
|
fprintf(stderr, "Et me voici de retour\n");
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
@@ -0,0 +1,206 @@
|
|||||||
|
# Interruptions - Ordonnancement
|
||||||
|
|
||||||
|
- partie 1 : [interruptions](interruptions.md)
|
||||||
|
- partie 2 : [Ordonnamcement](ordonnancement.md)
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Ex1 :
|
||||||
|
Linux fournit les compteurs d'interruptions dans :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
cat /proc/interrupts
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Exécutez :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
cat /proc/interrupts
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Vous devriez obtenir un tableau comportant notamment une colonne par CPU.
|
||||||
|
|
||||||
|
Pour connaître le nombre de processeurs logiques :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
nproc
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Vous pouvez également utiliser :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
lscpu
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
1. Combien de processeurs logiques possède votre machine ?
|
||||||
|
2. Combien de colonnes correspondant aux CPU observez-vous dans `/proc/interrupts` ?
|
||||||
|
3. À quoi correspond chaque ligne du tableau ?
|
||||||
|
4. Pourquoi les compteurs sont-ils différents selon les CPU ?
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Ex2
|
||||||
|
Une interruption matérielle peut être générée lorsqu'un périphérique demande l'attention du processeur.
|
||||||
|
Sur un PC traditionnel, le clavier est associé à l'IRQ 1.
|
||||||
|
Recherchez les informations relatives au clavier :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
grep -i keyboard /proc/interrupts
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Vous pouvez également rechercher le contrôleur `i8042` :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
grep i8042 /proc/interrupts
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Sur de nombreuses machines, vous observerez une ligne semblable à :
|
||||||
|
|
||||||
|
```text
|
||||||
|
1: ... IR-IO-APIC 1-edge i8042
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Le numéro `1` est le numéro d'IRQ.
|
||||||
|
|
||||||
|
Le suffixe :
|
||||||
|
|
||||||
|
```text
|
||||||
|
1-edge
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
indique que cette interruption est configurée en mode déclenché sur front (*edge-triggered*).
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
Dans un terminal, lancez :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
watch -n 1 'grep "^ *1:" /proc/interrupts'
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Puis appuyez plusieurs fois sur des touches.
|
||||||
|
|
||||||
|
1. Le compteur de l'IRQ 1 augmente-t-il lorsque vous utilisez le clavier ?
|
||||||
|
2. Sur quel CPU le compteur augmente-t-il ?
|
||||||
|
3. Pourquoi le clavier n'a-t-il pas besoin d'être interrogé en permanence par le processeur ?
|
||||||
|
4. Quelle différence faites-vous entre :
|
||||||
|
- une interruption ;
|
||||||
|
- une interrogation périodique (*polling*) ?
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Ex3
|
||||||
|
|
||||||
|
Linux permet de contrôler les processeurs auxquels une IRQ peut être distribuée.
|
||||||
|
|
||||||
|
Pour l'IRQ 1 :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
cat /proc/irq/1/smp_affinity
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Vous pouvez également utiliser :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
cat /proc/irq/1/effective_affinity
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
et :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
cat /proc/irq/1/effective_affinity_list
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
1. Quel est le masque d'affinité pour l'IRQ 1 sur votre machine ?
|
||||||
|
2. Quel(s) CPU(s) est(sont) séléctionné(s) pour la gérer ?
|
||||||
|
3. Y-a-t-il un interêt à la gérer toujours sur le même cpu ?
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Ex4
|
||||||
|
Sur une machine multicœur, un processeur peut avoir besoin de demander une action à un autre processeur.
|
||||||
|
|
||||||
|
Linux utilise alors des **IPI** (*Inter-Processor Interrupts*).
|
||||||
|
|
||||||
|
Examinez :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
cat /proc/interrupts
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Recherchez notamment les lignes :
|
||||||
|
|
||||||
|
```text
|
||||||
|
LOC
|
||||||
|
RES
|
||||||
|
CAL
|
||||||
|
TLB
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Les significations importantes sont :
|
||||||
|
|
||||||
|
- `LOC` : interruptions du timer local ;
|
||||||
|
- `RES` : demandes de réordonnancement ;
|
||||||
|
- `CAL` : appels de fonctions entre CPU ;
|
||||||
|
- `TLB` : invalidations de TLB entre CPU.
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
##### `LOC` : timer local
|
||||||
|
|
||||||
|
`LOC` correspond aux interruptions du timer local de chaque CPU.
|
||||||
|
|
||||||
|
Elles permettent notamment au noyau d'effectuer certaines opérations liées :
|
||||||
|
|
||||||
|
- à la gestion du temps ;
|
||||||
|
- à la comptabilisation du temps CPU ;
|
||||||
|
- à l'ordonnancement.
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
1. Pourquoi chaque CPU possède-t-il son propre compteur `LOC` ?
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
##### `RES` : rescheduling
|
||||||
|
|
||||||
|
Une ligne `RES` correspond à des demandes de réordonnancement transmises entre CPU.
|
||||||
|
|
||||||
|
Par exemple, un CPU peut devoir signaler à un autre CPU qu'il doit réévaluer le processus actuellement exécuté.
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
1. Pourquoi un CPU peut-il avoir besoin de demander à un autre CPU de réévaluer son ordonnancement ?
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
##### `TLB` — TLB shootdown
|
||||||
|
|
||||||
|
Le TLB (*Translation Lookaside Buffer*) contient des traductions récentes :
|
||||||
|
|
||||||
|
```text
|
||||||
|
adresse virtuelle → adresse physique
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Supposons qu'un CPU modifie les tables de pages d'un processus.
|
||||||
|
|
||||||
|
Un autre CPU peut encore posséder dans son TLB une ancienne traduction.
|
||||||
|
|
||||||
|
Linux doit alors demander à ce CPU d'invalider l'entrée correspondante.
|
||||||
|
|
||||||
|
Il peut utiliser une IPI.
|
||||||
|
|
||||||
|
Le mécanisme est souvent appelé :
|
||||||
|
|
||||||
|
> **TLB shootdown**
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
1. Pourquoi une modification des tables de pages peut-elle nécessiter une action sur un autre CPU ?
|
||||||
|
2. Pourquoi le TLB doit-il être invalidé ?
|
||||||
|
3. Une IPI TLB provient-elle d'un périphérique matériel externe ?
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Ex4
|
||||||
|
|
||||||
|
Pour déclencher l’exception `Illegal instruction` , il faut exécuter du code
|
||||||
|
invalide pour le processeur employé. C’est difficile avec les architectures
|
||||||
|
actuelles car les pages de code sont verrouillées en lecture seule (donc
|
||||||
|
impossible de modifier des fonctions existantes) et les pages de données ne sont
|
||||||
|
pas exécutables (donc impossible d’y dérouter l’exécution).
|
||||||
|
|
||||||
|
La solution consiste à générer un code assembleur invalide et à l’insérer
|
||||||
|
manuellement dans un programme C, comme c’est fait dans le fichier
|
||||||
|
illegal.c (les instructions sont invalides pour un processeur x86, il
|
||||||
|
faudra peut-être changer les valeurs si on le teste sur une autre architecture).
|
||||||
|
|
||||||
|
1. Observez l'effet avec
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
strace ./illegal
|
||||||
|
```
|
||||||
|
Comment l'exception s'est traduite au niveau du processus fautif ?
|
||||||
|
|
||||||
@@ -0,0 +1,399 @@
|
|||||||
|
# Interruptions - Ordonnancement
|
||||||
|
|
||||||
|
- partie 1 : [interruptions](interruptions.md)
|
||||||
|
- partie 2 : [Ordonnamcement](ordonnancement.md)
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Ex1 1
|
||||||
|
|
||||||
|
Ouvrez un terminal et exécutez :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
ps
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Puis :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
ps -f
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
et :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
ps -eo pid,ppid,stat,ni,pri,psr,comm
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Cette dernière commande affiche notamment :
|
||||||
|
|
||||||
|
- `PID` : identifiant du processus ;
|
||||||
|
- `PPID` : identifiant du processus père ;
|
||||||
|
- `STAT` : état du processus ;
|
||||||
|
- `NI` : valeur de nice ;
|
||||||
|
- `PRI` : priorité affichée par Linux ;
|
||||||
|
- `PSR` : numéro du processeur sur lequel le processus s'est exécuté ;
|
||||||
|
- `COMMAND` : nom du programme.
|
||||||
|
|
||||||
|
### Questions
|
||||||
|
|
||||||
|
1. Quelle est la valeur de `nice` d'un processus nouvellement créé ?
|
||||||
|
2. Quelles valeurs peut prendre `nice` ?
|
||||||
|
3. Que signifie une valeur de `nice` élevée ?
|
||||||
|
4. Que signifie l'état `R` ?
|
||||||
|
5. Que signifie l'état `S` ?
|
||||||
|
6. Pourquoi le champ `PSR` peut-il changer au cours du temps ?
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Ex2.
|
||||||
|
|
||||||
|
Nous allons créer un programme très simple qui consomme du temps processeur.
|
||||||
|
|
||||||
|
Créez le fichier `cpu.c` :
|
||||||
|
|
||||||
|
```c
|
||||||
|
#include <stdio.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
int main(void)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
unsigned long long i = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
while (1)
|
||||||
|
i++;
|
||||||
|
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Compilez-le :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
gcc -O2 -o cpu cpu.c
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Lancez-le :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
./cpu
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Dans un autre terminal :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
top
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### Questions
|
||||||
|
7. Quel pourcentage de CPU utilise le processus `cpu` ?
|
||||||
|
8. Observez le champ `NI`.
|
||||||
|
9. Observez le champ `PR`.
|
||||||
|
10. Sur quel processeur le processus s'exécute-t-il ?
|
||||||
|
|
||||||
|
Utilisez :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
watch -n 0.1 ps -C cpu -o pid,ni,pri,psr,comm
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
11. Appuyez sur `1` dans `top`. Que constatez-vous concernant les différents processeurs ?
|
||||||
|
|
||||||
|
Pour arrêter le programme :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
killall cpu
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Ex3
|
||||||
|
|
||||||
|
Lancez maintenant **deux** instances :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
./cpu &
|
||||||
|
./cpu &
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Puis :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
watch -n 0.1 ps -C cpu -o pid,ni,pri,psr,pcpu,comm
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
et observez avec :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
top
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### Questions
|
||||||
|
|
||||||
|
12. Si votre machine possède plusieurs processeurs logiques, les deux processus utilisent-ils nécessairement le même processeur ?
|
||||||
|
13. Lancez quatre processus :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
./cpu &
|
||||||
|
./cpu &
|
||||||
|
./cpu &
|
||||||
|
./cpu &
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Observez leur utilisation CPU.
|
||||||
|
|
||||||
|
14. Que se passe-t-il si vous lancez davantage de processus que votre machine ne possède de processeurs logiques ?
|
||||||
|
15. Pourquoi un processus CPU-bound finit-il malgré tout par laisser le processeur à un autre processus ?
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Ex4
|
||||||
|
|
||||||
|
La commande `nice` permet de lancer un processus avec une valeur de `nice` particulière.
|
||||||
|
|
||||||
|
Lancez :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
nice -n 10 ./cpu &
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Puis :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
watch -n 0.1 ps -C cpu -o pid,ni,pri,pcpu,comm
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Comparez avec un processus lancé normalement :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
./cpu &
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### Questions
|
||||||
|
|
||||||
|
16. Quelle est la valeur de `nice` des deux processus ?
|
||||||
|
17. Leur valeur de `PRI` est-elle identique ?
|
||||||
|
18. Que signifie concrètement `nice = 10` ?
|
||||||
|
19. Est-ce que `nice` signifie que le processus est exécuté « moins souvent » au sens strict ?
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Ex5
|
||||||
|
|
||||||
|
Lancez deux processus :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
./cpu &
|
||||||
|
./cpu &
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Repérez leurs PID :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
pgrep cpu
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Choisissez l'un des deux PID et modifiez sa valeur de nice :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
renice 10 -p PID
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
par exemple :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
renice 10 -p 12345
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Observez :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
ps -p 12345 -o pid,ni,pri,pcpu,comm
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### Expérience
|
||||||
|
|
||||||
|
Essayez de faire tourner simultanément deux processus `cpu` :
|
||||||
|
|
||||||
|
- l'un avec `nice = 0` ;
|
||||||
|
- l'autre avec `nice = 10`.
|
||||||
|
|
||||||
|
Observez leur consommation CPU pendant plusieurs secondes.
|
||||||
|
|
||||||
|
### Questions
|
||||||
|
|
||||||
|
20. Le processus avec `nice = 10` reçoit-il toujours du CPU ?
|
||||||
|
21. Que constatez-vous lorsque les deux processus se disputent le même processeur ?
|
||||||
|
22. Si les deux processus peuvent s'exécuter simultanément sur deux processeurs différents, l'effet de `nice` est-il aussi visible ?
|
||||||
|
23. Expliquez pourquoi.
|
||||||
|
|
||||||
|
> **Attention :** `nice` modifie la priorité relative d'un processus, mais ne lui réserve pas une quantité fixe du processeur.
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Ex6
|
||||||
|
|
||||||
|
Linux permet de restreindre les processeurs sur lesquels un processus peut s'exécuter.
|
||||||
|
|
||||||
|
Utilisez :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
nproc
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
pour connaître le nombre de processeurs logiques disponibles.
|
||||||
|
|
||||||
|
Lancez :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
taskset -c 0 ./cpu &
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Puis :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
ps -C cpu -o pid,psr,pcpu,comm
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Vous pouvez également consulter directement l'affinité :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
taskset -p PID
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### Questions
|
||||||
|
|
||||||
|
24. Sur quel processeur le processus est-il autorisé à s'exécuter ?
|
||||||
|
25. Pourquoi le champ `PSR` reste-t-il normalement égal à `0` ?
|
||||||
|
26. Quelle différence faites-vous entre :
|
||||||
|
|
||||||
|
```text
|
||||||
|
nice
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
et :
|
||||||
|
|
||||||
|
```text
|
||||||
|
taskset
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Ex7
|
||||||
|
|
||||||
|
Nous allons maintenant forcer deux processus à utiliser **le même processeur**.
|
||||||
|
|
||||||
|
Lancez :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
taskset -c 0 ./cpu &
|
||||||
|
taskset -c 0 ./cpu &
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Observez :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
top
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Puis :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
ps -C cpu -o pid,ni,pri,psr,pcpu,comm
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### Questions
|
||||||
|
|
||||||
|
27. Les deux processus peuvent-ils s'exécuter simultanément sur le CPU 0 ?
|
||||||
|
28. Quelle proportion approximative du temps processeur reçoit chaque processus ?
|
||||||
|
|
||||||
|
Modifiez maintenant la priorité du premier processus :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
renice 10 -p PID1
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
et laissez le second avec :
|
||||||
|
|
||||||
|
```text
|
||||||
|
nice = 0
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
29. Observez à nouveau `top`.
|
||||||
|
30. Expliquez qualitativement l'effet de `nice` lorsque deux processus CPU-bound sont contraints de partager le même processeur.
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Ex8
|
||||||
|
|
||||||
|
Linux fournit de nombreuses informations sur chaque processus dans :
|
||||||
|
|
||||||
|
```text
|
||||||
|
/proc/PID/
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Pour un processus `cpu`, examinez :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
cat /proc/PID/status
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
puis :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
cat /proc/PID/sched
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Dans `sched`, recherchez notamment :
|
||||||
|
|
||||||
|
```text
|
||||||
|
se.sum_exec_runtime
|
||||||
|
nr_switches
|
||||||
|
nr_voluntary_switches
|
||||||
|
nr_involuntary_switches
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### Questions
|
||||||
|
|
||||||
|
31. Que représente `se.sum_exec_runtime` ?
|
||||||
|
32. Quelle différence faites-vous entre :
|
||||||
|
|
||||||
|
- changement de contexte volontaire ;
|
||||||
|
- changement de contexte involontaire ?
|
||||||
|
|
||||||
|
33. Pourquoi un processus `cpu` devrait-il avoir relativement peu de changements de contexte volontaires ?
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Ex9
|
||||||
|
|
||||||
|
Nous allons mettre en place l'expérience suivante :
|
||||||
|
|
||||||
|
- deux processus `cpu` ;
|
||||||
|
- tous deux limités au CPU 0 ;
|
||||||
|
- processus A : `nice = 0` ;
|
||||||
|
- processus B : `nice = 15`.
|
||||||
|
|
||||||
|
Lancez-les :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
taskset -c 0 ./cpu &
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
et :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
taskset -c 0 nice -n 15 ./cpu &
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Notez leurs PID.
|
||||||
|
|
||||||
|
Après environ 30 secondes, récupérez :
|
||||||
|
|
||||||
|
```bash
|
||||||
|
cat /proc/PID_A/sched
|
||||||
|
cat /proc/PID_B/sched
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
Relevez notamment :
|
||||||
|
|
||||||
|
```text
|
||||||
|
se.sum_exec_runtime
|
||||||
|
nr_switches
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### Questions
|
||||||
|
|
||||||
|
34. Le temps CPU obtenu par A et B est-il identique ?
|
||||||
|
35. Comparez les valeurs de `se.sum_exec_runtime`.
|
||||||
|
36. Quelle conclusion pouvez-vous tirer sur l'influence de `nice` ?
|
||||||
|
37. Pourquoi cette expérience est-elle plus significative lorsque les deux processus sont attachés au **même CPU** ?
|
||||||
|
|
||||||
Reference in New Issue
Block a user