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1 Contenido Interbloqueo Qué es el? Cómo prevenirlo? Cómo evitarlo? Cómo detectarlo? Qué es? Bloqueo permanente de un conjunto de procesos que para terminar necesitan o bien los recursos del sistema, o bien comunicar los unos con los otros Involucra conflicto de necesidades por recursos de uno o varios procesos. Cruce en un Puente Tráfico en una sola dirección Cada sección del puente puede verse como un recurso Si un bloqueo existe, ésta puede resolverse si algún carro retrocede (intervención de recursos y vuelta atrás) La inanición es posible From Operating System Concepts. Silbershatz & Galvin Recursos Reutilizables Ejemplo de posible Los procesos obtienen recursos que luego liberan para que sean reutilizados por otros procesos Tiempo del procesador, I/O channels, memoria secundaria, files, databases, y semáforos El se produce si cada proceso mantiene un recurso y requiere el otro process P1{... <request 80K bytes> <request 60K bytes> } Hay espacio disponible para asignar 00K process P{... <request 70K bytes> <request 60K bytes> } El se produce si ambos procesos progresan en su segunda petición 1

2 Recursos Consumibles Creado (producido) y destruido (consumido) por un proceso Interrupciones, señales, mensajes, e información en buffers de E/S Un puede ocurrir si se tiene un blocking receive Una rara combinación de eventos puede causar Ejemplo de El se produce si el receive es bloqueante P1 Receive(P); Send(P); P Receive(P1); Send(P1); Condiciones necesarias y suficientes para el Exclusión mutua: solo un proceso a la vez puede usar un recurso. Mantener y esperar: un proceso que tiene al menos un recurso está esperando para adquirir recursos adicionales pero no libera los que ya tiene No interferencia: un recurso puede ser liberado solo voluntariamente por el proceso que lo posee, incluso si el proceso ya terminó de usar el recurso Espera circular: exsiste un conjunto {P 0, P 1,, P 0 } de procesos en espera tales que P 0 espera por un recurso que posee P 1, P 1 espera por un recurso que posee P,, P n 1 espera por un recurso que posee by P n, y P 0 espera por un recurso que posee P 0. From Operating System Concepts. Silbershatz & Galvin Prevención Diseñar un sistema de manera que la posibilidad de esté excluida a priori Prevención indirecta Prevenir la ocurrencia de al menos una de las condiciones necesarias Prevención indirecta Prevenir la aparición de la espera circular Prevención Exclusión Mutua No puede evitarse Prevención de Mantener y Esperar Solicitar que los procesos pidan todos sus recursos a la vez Bloquear los procesos hasta que puedan satisfacerse todos sus requerimientos

3 Prevención de Mantener y Esperar Desventajas Puede ser que los procesos estén esperando por sus recursos por mucho más tiempo del requerido normalemente Los recursos asignados a los procesos pueden permanecer sin uso por largo tiempo. Estos recursos pueden ser usados por otros procesos Prevención del Interbloqueo No Preemption Si a un proceso se le niegan futuros recursos, el proceso debe regresar los que ya tiene asignados Si un proceso necesita un recurso que es usado por otro proceso, el sistema de operación puede quitarle el recurso al segundo proceso Prevención de Interbloqueo Espera Circular Definir un orden linear de los recursos Una vez que se obtiene un recurso, solo aquellos recursos mayores en la lista, pueden ser obtenidos Prevención de Interbloqueo Espera Circular Desventajas: Puede ser ineficiente: Los procesos se ejecutarán más lentamente Pueden descartarse recursos innecesarios Evitando el Se permitirá la existencia de las tres condiciones necesarias pero se escogerá juiciosamente a quién se le darán los recursos de manera de evitar la condición de Dos estrategias Evitar comenzar un nuevo proceso No asignar nuevos recursos No comience un proceso si sus demandas pueden ocasionar. Conceptos. n procesos m recursos Cantidad Total de Recursos en el Sistema Recursos = (R1,R,,Rm) Cantidad Total de cada Recurso que no ha sido asignado aún Disponibilidad = (V1,V,,Vm) 3

4 No comience un proceso si sus demandas pueden ocasionar. Conceptos. Requerimientos de cada proceso para cada recurso C11 C1 C1m Petición = C1 C Cm Cn1 Cn Cnm No comience un proceso si sus demandas pueden ocasionar. Conceptos. Asignación actual A11 A1 A1m Asignación = A1 A Am An1 An Anm Relaciones que deben mantenerse Todos los recursos deben estar Disponibles, o Asignados Ri = Vi + Aki (k = 1 n) Relaciones que deben mantenerse Ningún proceso puede pedir más recursos que el total de recursos del sistema Cki Ri (para todo k, i) Relaciones que deben mantenerse A ningún proceso se le asignan más recursos de ningún tipo que los que originalmente el proceso dice necesitar Aki Cki (para todo k, i) Cuándo permitir la admisión de un nuevo proceso? No se comienza un nuevo proceso a menos que haya suficiente recursos para satisfacer las demandas máximas de los procesos actuales más las del nuevo proceso Ri C(n+1)i + Cki (para todo i, k = 1..n) 4

5 Evitando Estado del Sistema Asignación actual de recursos a procesos El estado consiste de: los vectores: Recursos y Disponibilidad Las matrices: Petición y Asignación Evitando Estado en el que hay al menos una secuencia de eventos que hace que todos los procesos corran hasta terminar, i.e. no se produce Evitando Cuando un proceso requiere un recurso disponible, el sistema debe decidir si su asignación hace que el sistema esté en estado seguro La secuencia <P 1, P,, P n > es segura si para cada P i, los recursos que Pi puede aún pedir pueden ser asignados por los recursos actuales más los recursos liberados por los P j, con j<i. Si P i necesita recursos que no están disponibles inmediatamente, entonces P i debe esperar hasta que P j haya terminado. Cuando P j termine, P i puede obtener los recursos que requiere, ejecutar, regresar los recursos asignados, y terminar. Cuando P i termina, P i+1 puede obtener los recursos que necesita, y así sucesivamente. Ejemplo de P0 P1 P Maximum Needs Resources: 1 tapes t0: safe state <P1,P0,P> t1: unsafe Current Needs t0 5 Current Needs t1 5 4 Un estado seguro no es un estado de Un estado de no es un estado inseguro (cont) No todos los estados inseguros son estados de, sin embargo a partir de un estado inseguro puede llevarse a un Los algoritmos que evitan solo permiten ir de un estado seguro a otro estado seguro (ver Banker s Algorithm at pp. 0-3) 5

6 Desventajas de la estrategia: Evitando Deben conocerse de antemano los requerimientos máximos de recursos de cada proceso Los procesos bajo consideración deben ser independientes. Esto es, el orden en el que se ejecutan no debe depender de ningún tipo de sincronización entre los procesos Debe haber un número máximo de recursos a asignar Ningún proceso debe terminar mientras tenga recursos asignados Detección del Interbloqueo El Sistema de Operación verifica si hay o no periódicamente El S.O. verifica cada vez que se solicita un recurso Temprana detección del Verificaciones frecuentes consumen tiempo del procesador Algoritmo de Detección de Interbloqueo qij: El proceso Pi solicita qij recursos de tipo j 1. Marque cada proceso que tenga en la matriz Asignación una fila llena de ceros. Inicialice el vector W con el vector Disponibilidad 3. Encuentre un proceso Pi que esté sin marcar y para el cual la I-ésima fila de Q sea menor o igual a W. Si no lo halla: fin 4. Marque el proceso Pi y actualice W así: Wk = Wk + Aik Regrese al paso (3) Existe si y solo si existen procesos sin marcar al final del algoritmo Estrategias a seguir una vez que se detecta un Abortar todos los procesos que intervienen en el Llevar cada proceso en a un punto previo predefinido (checkpoint), y recomenzar ejecución a partir de ese punto de nuevo Ir abortando los procesos uno a uno hasta que el desaparezca Desasignar recursos uno a uno hasta que el desaparezca 6

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