Zadanie na laboratorium Systemów Operacyjnych

Wstęp

W systemie plików istnieje moduł zajmujący się i-ramkami, czyli i-węzłami w pamięci operacyjnej. Istnieje ograniczona ilość i-ramek w pamięci, dlatego może się zdarzyć, że proces żądający przydziału i-węzła zostanie uśpiony z powodu braku wolnych i-ramek.
Sytuacja taka jest potencjalnie możliwa tylko wtedy, kiedy proces żąda i-węzła, dla którego nie przydzielona została jeszcze żadna i-ramka.

Sformułowanie zadania

Chcemy wprowadzić zmiany w algorytmach i (lub) strukturach danych modułu zarządzającego i-węzłami w pamięci, tak, żeby dla określonej grupy specjalnych użytkowników (SU) istniał (prawie) zawsze zapas wolnych i-ramek, tak, żeby nie musieli być oni usypiani.

Pierwszy sposób: rozgrzewka

Pierwsze - łatwiejsze rozwiązanie polega na wprowadzeniu dodatkowego górnego ograniczenia na ilość i-ramek dla procesów nie-SU, powyżej którego nie ma możliwości przydziału nowej i-ramki. Jeżeli żądającym jest proces nie-SU i żądanego przez niego i-węzła nie znajdziemy w już istniejących i-ramkach, to przy występującej już nadwyżce (ponad określone ograniczenie) zajętych i-ramek nie pozwolimy mu na wzięcie nowej - zostanie uśpiony w kolejce procesów czekających na zwolnienie się i-ramki.

Drugi sposób: kompleksowy

W drugim rozwiązaniu zajmiemy się modyfikacją nie tylko algorytmów działania modułu, ale także jego struktur danych.
Będziemy chcieli podzielić i-ramki na dwie grupy :

specjalne
normalne

Ramki normalne są dostępne dla każdego.
Przydział procesowi i-ramki w razie braku i-ramki, zawierającej żądany i-węzeł, odbywa się następująco:

Z opisanego wyżej algorytmu widać, że każdy SU najpierw próbuje wykorzystać i-ramki normalne, a gdy tych nie ma - dopiero szuka specjalnych...
W sytuacji, gdy proces nie-SU żąda i-węzła, dla którego istnieje już i-ramka, ale jest specjalna - należy mu ją udostępnić (nie możemy dopuścić do układu, w którym jeden użytkownik ma i-węzeł, a drugi może go uzyskać dopiero po zwolnieniu przez pierwszego - potencjalna blokada).
Przy zwalnianiu i-ramki specjalnej należy - pod warunkiem, że istnieją wolne i-ramki normalne - postarać się o zamianę statusu jakiejś wolnej i-ramki z normalnego na specjalny (przy niezmienionej liczbie i-ramek specjalnych i normalnych), po to, żeby procesy nie-SU nie mogły przejąć kontroli nad i-ramkami specjalnymi.

Uwagi

I-ramka jest pojęciem wprowadzonym dla odróżnienia rzeczy, którą jest i-węzeł umieszczony w pamięci operacyjnej od zapisu i-węzła na dysku. (patrz i-ramka w Opisie ogólnym zarządzania i-węzłami w pamięci operacyjnej ).
Sposób ustalenia którzy użytkownicy są specjalni, zależy od rozwiązującego zadanie. Sugeruję

Bibliografia

LabLinux - moduł zarządzający i-węzłami w pamięci
LabLinux

Autor: Grzegorz Gawron