Sincronizacion

Sincronización Bajo Nivel Cecilia Hernández 2007-1

Múltiples proceesos/hebras en un sistema Seguro? ,[object Object],[object Object],nueva previa vi g++ suma h1 h2 h3

Procesos/hebras aislados/no aislados ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Por qué compartir? ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Ejemplo condición de carrera ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],tiempo lw $t0, offset($s0) lw $t0, offset($s0) addi $t0, $t0, 1 sw $t0, offset($s0) addi $t0, $t0, 1 sw $t0, offset($s0) hebra1 hebra2

Qué hacer? ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Atomicidad: controlando condiciones de carrera ,[object Object],[object Object],tiempo hebra1 hebra2 lw $t0, offset($s0) addi $t0, $t0, 1 sw $t0, offset($s0) lw $t0, offset($s0) addi $t0, $t0, 1 sw $t0, offset($s0)

Requerimientos de Secciones Críticas ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Soporte de HW para conseguir atomicidad ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Sección crítica lock unlock

Primitiva de sincronización : Locks ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],lock_t suma_lock=INIT; void *uno(void *p) { int *pi = (int *)p; for (int i = 0; i < *pi; i++) { lock(suma_lock); suma++; unlock(suma_lock); } } Resultado: Sólo una hebra ejecutando suma++ a la vez Acceso mutuamente exclusivo locks referidos como mutex en este contexto Ahora sección crítica es atómica

Implementando locks (1) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Implementando locks (2) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Implementando locks en multiprocesadores ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Instrucción Test and Set ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],0 1 target = 0 target = 1 Retorna rv = 0 1 1 target = 1 target = 1 Retorna rv = 1

Implementando locks con TAS (Test and Set) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],void *uno(void *p) { int *pi = (int *)p; for (int i = 0; i < *pi; i++) { lock(suma_lock); suma++; unlock(suma_lock); } } lock_t suma_lock=INIT; Recorde nuestro ejemplo

Swap atómico (aswap) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],0 1 a = 0 B = 1 a = 1 b = 0 0 1

Implementando locks con aswap ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],lock_t suma_lock=INIT; Recorde nuestro ejemplo void *uno(void *p) { int *pi = (int *)p; for (int i = 0; i < *pi; i++) { lock(suma_lock); suma++; unlock(suma_lock); } } Qué tienen en común ambas Implementaciones?

Múltiples secciones críticas protegida con locks ,[object Object],[object Object],[object Object],SC1 SC2 SC3 P2 P3 P1 P3 P4

Spinlocks ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Spinlocks en un procesador ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Spin o bloqueo en multiprocesador ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],tiempo Costo bloqueo spin bloqueo Espera lock Lock liberado por otra hebra Esta hebra obtiene lock Hebra en ejecución

Desempeño ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Ejemplo exclusión mutua usando locks mutex pthreads ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Mutex pthreads ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Ejemplo (1) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Ejemplo (2) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Locks read/write ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],SC W0 W1 R0 R1 Múltiples hebras lectoras pueden accesar recurso SC R0 R1 W0 Sólo una hebra de escritura puede accesar recurso

Requerimientos soportados por locks ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Resumen ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Mecanismos de Sincronización para Secciones Críticas ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

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