Appels systèmes

Lorsqu’une interruption est reçue, le processeur suspend l’exécution du thread, bascule en mode noyau, et appelle la routine traitant l’interruption. Lorsque la routine se termine, le processeur rebascule en mode utilisateur est reprend l’exécution du thread.

Un appel système consiste à appeler une fonction exécuté en mode noyau. Le passage du mode utilisateur au mode noyau peut se faire en générant une interruption logicielle particulière (par exemple sur les processeurs ARM ou les processeurs x86 32 bits), ou en exécutant une instruction particulière (par exemple, l’instruction syscall sur les processeurs x86 64 bits) qui a un effet équivalent. Le kernel exécute alors la fonction correspondant au numéro de l’appel système demandé. Lorsque l’appel système se termine, on sort du traitant d’interruption, et le processeur rebascule en mode utilisateur.

Observer les appels systèmes

La commande strace intercepte et affiche les appels systèmes d’un programme:

Gestion de la mémoire

Certains cadres de pages sont référencés par plusieurs processus. Cela est possible par exemple si les processus ne font que des accès en lecture à la page. Il s’agit typiquement du code des bibliothèques partagées (libc.so par exemple) qui peuvent être chargées par plusieurs processus.

Primitives de synchronisation: les sémaphores

Sémaphore: mise en oeuvre

L’opération sem_wait est bloquante tant qu’il n’y a pas de jeton. L’opération sem_post est, elle, non-bloquante, et permet de débloquer un des processus en attente d’un jeton.

Voici un exemple d’utilisation d’un sémaphore. Le progamme exemple_sem_init crée un sémaphore, qui peut ensuite être utilisé par le programme exemple_sem. Le programme exemple_sem_unlink détruit un sémaphore.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <semaphore.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>

int main(int argc, char**argv) {
  sem_t *sem;

  if (argc != 3) {
    fprintf(stderr, "USAGE = %s cle valeur\n", argv[0]);
    exit(EXIT_FAILURE);
  }

  char*cle=argv[1];
  int valeur = atoi(argv[2]);

  /* Creation et initialisation du semaphore */
  sem = sem_open(cle, O_CREAT, S_IRWXU, valeur);
  if (sem == SEM_FAILED) {
    perror("sem_open failed");
    exit(EXIT_FAILURE);
  }

  printf("Initialisation OK\n");
  int sval = -1;
  /* recupere le nombre de jetons */
  if(sem_getvalue(sem, &sval) <0) {
    perror("sem_getvalue failed");
    exit(EXIT_FAILURE);
  }
  printf("sval = %d\n", sval);

  return EXIT_SUCCESS;
}

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <semaphore.h>

int main(int argc, char**argv) {
  sem_t *sem;

  if (argc != 2) {
    fprintf(stderr, "USAGE = %s cle\n", argv[0]);
    exit(EXIT_FAILURE);
  }

  char*cle=argv[1];

  /* Creation et initialisation du semaphore */
  sem = sem_open(cle, 0);
  if (sem == SEM_FAILED) {
    perror("sem_open");
    exit(EXIT_FAILURE);
  }

  printf("Ouverture OK\n");

  printf("On prend un jeton...\n");
  sem_wait(sem);
  printf("Jeton obtenu.\n");
  sleep(5);

  printf("On relache le jeton\n");
  sem_post(sem);
  printf("Jeton relache\n");

  return EXIT_SUCCESS;
}

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <semaphore.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>

int main(int argc, char**argv) {
  sem_t *sem;

  if (argc != 2) {
    fprintf(stderr, "USAGE = %s cle\n", argv[0]);
    exit(EXIT_FAILURE);
  }

  char*cle=argv[1];

  if(sem_unlink(cle) < 0){
    perror("sem unlink failed");
    abort();
  }

  return EXIT_SUCCESS;
}

Appels systèmes

Qu’est ce qu’un système d’exploitation ?

User mode vs. Kernel mode

Comment passer en mode noyau ?

Observer les appels systèmes

Gestion de la mémoire

Primitives de synchronisation: les sémaphores

Sémaphore: mise en oeuvre