Где хранятся переменные к которым обращаются процессы прежде чем войти в критическую секцию?

Question

[Дмитрий]

У меня сегодня довольно сумбурный вопрос, господа.

Нахожусь в процессе чтения Таненбаума "Современные ОС", в разделе "Взаимодействие процессов" автор рассуждает о метода достижениях взаимного исключения процессов (запрет прерываний, блокирующие переменные, строгое чередование). Если с идеей запрета прерываний все более менее понятно, то с использование переменных начинается путаница.

Выдержка из книги:

В качестве второй попытки рассмотрим программное решение, в котором используется
одна общая (блокирующая) переменная, исходное значение которой равно нулю. Когда
процессу требуется войти в свою критическую область, сначала он проверяет значение
блокирующей переменной. Если оно равно 0, процесс устанавливает его в 1 и входит
в критическую область. Если значение уже равно 1, процесс просто ждет, пока оно не
станет равно нулю. Таким образом, нулевое значение показывает, что ни один из про-
цессов не находится в своей критической области, а единица — что какой-то процесс
находится в своей критической области.

Поправьте, пожалуйста, мою цепочку рассуждений. Если представить два процесса, которые загружены в оперативную память и между ними есть некая критическая область.


Как пишет автор: Если процесс 1 хочет работать в критической секции, то он считывает значение переменной X на предмет 0 или 1. И на основании этого входит в свою критическую область, допустим X=0, тогда процесс 1 устанавливает X=1 и начинает свою работу.

А как процессу 2, считать значение переменной X первого процесса? Откуда он её должен считывать? Если я правильно понимаю, ОС защищает память процесса от вторжения других процессов. Получается процесс 2 не может считать чужое адресное пространство процесса 1.

Заранее благодарю, коллеги

Answer 1

[Олег Цилюрик]

Нахожусь в процессе чтения Таненбаума "Современные ОС",

Не читайте эту книгу Э.Таненбаума.

автор рассуждает о метода достижениях взаимного исключения процессов

Всё, что касается синхронизации, рассматривайте только в POSIX (Linux), не в Windows (до тех пор, пока вы будете взаимодействия рассматривать в рамках ограничений Windows, вы так и будете оставаться инвалидом).

Можете смотреть здесь: QNX/UNIX: анатомия параллелизма

Откуда он её должен считывать?

Есть переменные с областью видимости: локальная, глобальная, уровня файла, уровня операционной системы...
Ваша переменная разделена между процессами.

Comments

[Saboteur]

Вот не понимаю. С вашей точки зрения давайте и выкинем все компы с Windows? Или никто не должен под него программить?

На Windows тоже есть многозадачность, многопоточность, и как они реализованы полезно знать тем, кто под них пишет. Ваши же едкие комментарии с бесконечными наездами на виндовс не делает честь ни вам ни глобалу.

[Олег Цилюрик]

Сергей:

На Windows тоже есть многозадачность, многопоточность, и как они реализованы полезно знать

Есть ... многопоточность (реализованная достаточно через задницу) ... многозадачности (параллельных процессов, fork()) как таковой нет (по всем этим вопросам отсылаю к Дж.Рихтеру по Win32, 2-е издание).

как они реализованы полезно знать

Полезно. Безусловно.
Но после того, как уяснили как это делается в классике (POSIX), по-людски, после того как мозги на место стали...
После этого можно посмотреть и на то как эти же вещи делаются в Windows.

[Saboteur]

Олег Цилюрик: Олег, какая разница как это реализовано в POSIX?
Есть огромное количество ПО, которое пишется под Windows.
Есть огромное количество людей, которые живет на этой платформе. Почему вы обзываете всех недолюдями?
Почему вам так сложно вести себя профессионально?

Есть платформа, есть условия работы, значит читаем документацию и играем по правилам. То, что в *nix это реализовано лучше, не означает, что под Windows давайте тогда писать все в один поток и запускать только один процесс.

[Олег Цилюрик]

какая разница как это реализовано в POSIX?

Я стараюсь в темах отвечать связно с тем, что спрашивают. В теме вопрос исходит от книги Таненбаума, Таненбаум писал книги только относительно POSIX-сред.

[Дмитрий]

Олег Цилюрик: Спасибо за ваши ответы. Скажите, а почему не стоит изучать данную книгу? Что тогда посоветуете фундаментальное? Я бегло посмотрел содержание вашей книги и для новичка она явно сложновата.

[Олег Цилюрик]

Потому что а). книга в оригинале весьма старая, хотя и обновлялась от здания к изданию, б). в ней Таненбаум крутится с описаниями вокруг микроядерной структуры своей системы MINIX, фактически умершей. Если кого интересуют микроядерные ОС - читайте техдокументаци QNX.

По поводу почитать... - это очень сильно зависит от того, какие стороны вас интересуют.
Если взаимодействия процессов, то лучшая книга - Стивенс:

Answer 2

[Дмитрий]

Очень интересно поступил Таненбаум, спустя 13 страниц он прояснил этот момент

Если у процессов разобщенные адресные пространства, о чем мы неизменно упоминали, то как они
будут совместно использовать переменную turn в алгоритме Петерсона, или семафоры, или общий буфер?
На этот вопрос есть два ответа. Во-первых, некоторые общие структуры данных, на-
пример семафоры, могут храниться в ядре и быть доступны только через системные
вызовы. Такой подход позволяет устранить проблему. Во-вторых, большинство со-
временных операционных систем (включая UNIX и Windows) предлагают процессам
способ, позволяющий использовать некоторую часть их адресного пространства со-
вместно с другими процессами. В этом случае допускается совместное использование
буферов и других структур данных. В худшем случае, когда нет доступа ни к чему
другому, можно воспользоваться общим файлом.

Еще раз спасибо всем ответившим

Answer 3

[Владимир Мартьянов]

Ниже речь о винде.
Немного терминологии: CriticalSection - объект, который можно использовать только внутри одного процесса. Mutex - именованный объект и может применяться для взаимодействия процессов.

Далее, для работы с секцией и с Mutex'ом существуют специальные API, которые скрывают детали реализации, так что проблемы доступа в чужой процесс нет. Секция же точно может храниться в памяти своего процесса: на стеке или в "обычном" адресном пространстве.

Answer 4

[rutaka nashimo]

Как вариант между процессами может быть разделяемая память. Там речь идет о простой ситуации.

Если говорить о коком-то сложном ресурсе, то им управляет ОС или соответствующий драйвер и процесс спрашивает возможность получения ресурса у него через API или системный вызов.

Надеюсь я правильно понял вопрос и смог на него ответить.