Amministrazione dei processi nel sistema operativo Unix

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Amministrazione dei processi nel sistema
operativo Unix

• (Bach the Design of the Unix Operating System
  (cap 6, 7, 8)

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Argomenti

• Processi
• Strutture dati associate ai processi
• boot, init, shell
• Process Scheduling

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Processi Unix

• ProcessoProgramma in esecuzione ( o -)
• Creazione di Processi FORK

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Allesecuzione

• viene caricato il codice in memoria con la exec
• text
• regioni data
• stack (allocato nel kernel)

esecuzione
user mode
kernel mode
system call
user stack
kernel stack
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Strutture dati per la gestione dei processi

• Process table (global)
• User-area (local)
• Region table (global)
• Per-process Region table (local)

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Process table

• Array di record di dimensione fissa
• PID numero della entry nellarray
• Sempre in memoria primaria.
• Ogni entry contiene
• puntatori alla u-area e alla per-process region
  (pregion)
• dimensioni del processo
• user-id (uid), pid, ppid
• stato del processo
• pending signals
• prioritá
• parametri di accounting

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User-area (U-area)

• É associata al processo ed é usata solo quando il
  processo é attivo
• Contiene
• puntatore alla process table entry corrispondente
• real user id (ruid), effective user id (euid)
• tty
• current directory
• tavola dei file aperti
• array di gestione delle signals
• timer fields
• return values for system calls

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strutture di gestione dei processi
u-area
MAIN MEMORY
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REGIONI

• REGIONE area contigua dello spazio di
  indirizzamento di un processo, che viene trattata
  dal S.O. come oggetto atomico
• PREGION per process region table
• text (r)
• data (rw) alla region table
• stack (rw)
• shared. mem (r/w)
• allocata nella proc. table, nella u-area, o
  separatamente

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Region table
dalle Pregion
region table

• region entry
• indirizzo fisico in ram
• leggibile/scrivibile?
• condivisa?
• region counter

memoria
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Pregion tables
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Lo sticky bit

• Obiettivo velocizzare lo start-up dei programmi
• comando unix chmod t program
• Un eseguibile con lo sticky bit settato non viene
  rimosso dalla memoria centrale anche se nessun
  processo lo sta usando
• solo il super-user puó settare lo sticky bit
• rimozione dello sticky bit
• open del file in scrittura
• chmod -t program
• rm file
• unmount filesystem of file
• kernel out of space in swap device

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set-uid option (bit S)

• Obiettivo concedere temporaneamente i privilegi
  di un utente ad un altro
• process-id
• real user id effective user id
• possessore del file possessore del
• file in esecuzione processo
• i privilegi di un processo sono quelli
  dellutente che ha lanciato il processo

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set-uid bit (bit S)

• program PIPPO appartenente allutente A
• .....
• open(pluto, w)
• .....
• -rwx-r-xr-x A pippo
• -rwx------ A pluto

pippo.c
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set-uid bit (bit S)

• lutente B esegue un programma P
• .....
• exec(pippo) ....open(pluto,w)
• .....
• -rwx-r-xr-x A pippo
• -rwx------ A pluto
• Effective UID (P) utente B

P
pippo.c
ERRORE
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set-uid bit (bit S)

• settare il bit S chmod s pippo
• -rwsr-xr-x A pippo
• ora, se un processo P esegue pippo
• effective_uid(P) A
• Molti programmi unix hanno bisogno del bit S
  settato per funzionare correttamente passwd,
  login, ... Ma attenzione alle sh con bit S
  settato!!!

bit s
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boostrap Unix

• POWER ON bootstrap program (HW)
• read boot block (block 0) from disk
• BOOT VMUNIX
• read kernel from disk initialize data
  structures, mount file systems, set up env.
  for process 0
• Becomes process 0 FORK
• process 0 process 1
• (swapper) (init)

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INIT process

• INIT (allows multiuser access)
• read /etc/inittab (ttytab)
• for each entry do
• fork
• if child exec(getty)
• if father
• exec login shell
• wait for child to
• die and fork again

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Scheduling della CPU

• round robin con multilevel feedback
• clock interrupt ogni 50/100 millisecondi
• azione seleziona il processo con prioritá piú
  alta e ready to run in memory
• in caso di paritá segli il processo che ha
  aspettato piú tempo
• se non ci sono processi aspetta fino al prossimo
  interrupt

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parametri di scheduling

• la prioritádi un processo é funzione della
  quantitá di CPU che ha giá usato.

prioritá kernel mode
non interrompibili
interrompibili
prioritá user mode
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parametri di scheduling

• il processo che va in sleep é messo in una coda
  di prioritá che dipende dal motivo della sleep
• ogni quanto di tempo consumato
• cpu_usage(proc) cpu_usage(proc)quanto
• ogni secondo, per ogni processo
• cpu_usage(proc) cpu_usage(proc) / 2
• ogni sec., per ogni proc. ready to run (user
  mode)
• priority cpu_usage(proc)/2
  base_priority(proc)

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scheduling

• Alcuni unix permettono di allocare la CPU in base
  a classi di utenti o gruppi di utenti
• utenti ROSSI, BIANCHI 50 tempo di CPU
• gruppo DOCENTI 30 tempo di CPU
• gruppo STUDENTI 20 tempo di CPU
• unix standard non é adatto per il real time
  lalgoritmo di scheduling non garantisce che un
  dato processo sia selezionato entro un limite di
  tempo fissato.