[운영체제] Process Synchronization 1, 2

Initial Attempts to Solve Problem

• 두 개의 프로세스가 있다고 가정 P0, P1
• 프로세스들의 일반적인 구조

• 프로세스들은 수행의 동기화(synchronize)를 위해 몇몇 변수를 공유할 수 있다 → synchronization variable

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프로그램적 해결법의 충족 조건

• Mutual Exclusion (상호 배제)
  • 프로세스 Pi가 critical section 부분을 수행 중이면 다른 모든 프로세스들은 그들의 critical section에 들어가면 안 된다
• Progress (진행)
  • 아무도 critical section에 있지 않은 상태에서 critical section에 들어가고자 하는 프로세스가 있으면 critical section에 들어가게 해주어야 한다
• Bounded Waiting (유한 대기)
  • 프로세스가 critical section에 들어가려고 요청한 후부터 그 요청이 허용될 때까지 다른 프로세스들이 critical section에 들어가는 횟수에 한계가 있어야 한다
• 가정
  • 모든 프로세스의 수행 속도는 0보다 크다
  • 프로세스들 간의 상대적인 수행 속도는 가정하지 않는다

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Synchronization Hardware

• H/W적으로 Test&modify를 atomic하게 수행할 수 있도록 지원하는 경우 앞의 문제는 간단히 해결
• Mutual Exclusion with Test & Set

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Semaphores

• 앞의 방식들을 추상화시킴
• Semaphore S
  • integer variable
  • 아래의 두 가지 atomic 연산에 의해서만 접근 가능

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프로세스의 상태

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Block / Wakeup Implementation

• Semaphore를 다음과 같이 정의
• block과 wakeup을 다음과 같이 가정
  • block
    • 커널을 block 호출한 프로세스를 suspend시킴
    • 이 프로세스의 PCB를 semaphore에 대한 wait queue에 넣음
  • wakeup(P)
    • block된 프로세스 P를 wake 시킴
    • 이 프로세스의 PCB를 ready queue로 옮김

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Two Types of Semaphores

• Counting semaphore
  • 도메인이 0 이상인 임의의 정수값
  • 주로 resource counting에 사용
• Binary semaphore (=mutex)
  • 0 or 1 값만 가질 수 있는 semaphore
  • 주로 mutual exclusion (lock/unlock)에 사용