[운영체제론] Chapter 2.3 IPC(프로세스간 통신)

#define FALSE 0 #define TRUE 1 #define N 2 // 프로세스 개수 int turn; // 누구 차례인가. 0이나 1 int interested[N]; // 모든 값은 0(FALSE)으로 초기화. 누가 관심있는가 void enter_region(int process) { // 프로세스 0 혹은 1 int other; // 상대방 프로세스의 번호 other = 1-process; // 내가 1이면 다른앤 0, 내가 0이면 다른앤 1이겠지 interested[process] = TRUE; // 나 관심있어 turn = process; // 현재 차례는 나야! while (turn == process && interested[other] == TRUE) // 못들어가는 경우) 현재 자기 차례고 상대가 관심있으면 루프를 돔 (기다림) // -> 내가 다른 애가 차례 쓰겠다 한거 덮어써버린 경우를 방지해줌! // 차례가 내 차례라도 다른애가 관심있으면 난 임계구역 못가 // 들어가는 경우1) 현재 자기 차례가 아니면 루프 안돔 // -> 자기 차례 아닌데 여기 왓단 건 (심지어 상대가 관심 있단 건) // 들어가려하는데 다른 애가 내 차례 덮어써버린거거덩 // 그래서 요 경우엔 임계구역 들어가게 해줌. // 들어가는 경우2) 상대가 관심 없으면 루프 안돔 // -> 임계구역에 아무도 없는거니 당연히 임계구역 드가야지 } void leave_region(int process) { // 프로세스 0 혹은 1 interested[process] = FALSE; // 나 이제 관심 없어 }

enter region: TSL REGISTER, LOCK // lock 값 읽어서 레지스터에 저장하고, lock값을 1로 설정함 CMP REGISTER, #0 // 아까 저장한 lock값이 0이니? JNE enter_region // (not equal) lock값 1이라면, lock은 세팅되어있는 애란 소리니 loop 돔 // 현재 임계구역에 있는 프로세스가 임계구역 작업 마치면 0이 되겠지. RET // enter region 호출한 애로 return됨. // 즉, 임계구역 들어감. leave_region: MOVE LOCK, #0 // lock에 0을 저장함. RET // 호출자로 return됨. // 락 반환은 프로세스가 0 저장하기만 하면 됨.

if(sema>0) { sema—; } // 저장된 wakeup 하나 소비 if(sema=0) { sleep(); } // down은 완료x

if(sleep process exists) { wakeup(); down 수행 완료; } else { sema++; } // 잠든 프로세스 없으면 세마포어 값 증가

#define N 100 // 버퍼 크기 typedef int semaphore; // semaphore라는 타입 정의. 특별한 int임 semaphore mutex=1; // 생산자와 소비자가 동시에 버퍼 접근 못하게 함 semaphore empty=N; // 빈 슬롯의 개수 -> 첨에 텅 비어서 N -> 서연이가 궁금해해 semaphore full=0; // 아이템으로 채워진 슬롯의 개수 -> 첨에 텅 비어서 0 -> 기우가 궁금해해 void producer(void) { // 생산자 서연이 int item; while(TRUE) { item = produce_item(); // 버퍼에 넣을 아이템 생성 down(&empty); // 빈 슬롯의 개수(empty) 확인함. //1이상이면 자리 있는거니 empty 감소시킴. (하나 넣을 예정) //0이면 자리 없는거니 sleep 됨 //언젠가 기우가 뽑아가고서 깨워주면 down 수행 완료됨 down(&mutex); // 임계지역에 들어감. //mutex가 1이면 0으로 바꿈 (임계지역 드감) //mutex가 0이면 누가 사용중인거니 sleep됨 -> 기우 실행 //언젠가 기우가 임계지역에서 나와서 깨워주면 down 수행 완료되어 임계지역 드감 insert_item(item); // 임계지역 - 새 아이템을 버퍼에 넣음 (하나 넣어) up(&mutex); // 임계 지역에서 나옴 //기우가 자고 있다면 깨워서 기우 down(mutex) 수행 완료시켜줌. // -> mutex는 여전히 0이지만 기우는 깨어나서 임계구역 드갈 수 있음 // -> mutex 1로 증가시키는건 그럼 기우가 임계지역 나오면서 나중에 하겠지. //기우 안자고 있다면 mutex를 1증가 시켜서 mutex가 1이 됨 up(&full); // 아이템으로 채워진 슬롯의 개수 증가시킴 //기우 안자고 있다면 empty 감소시켰으니 full도 1 증가시킴 -> 비어있는건 줄고 찬건 늠 //기우가 자고 있다면 깨워서 기우 down(full) 수행 완료시켜줌 // -> full이 여전히 0이지만 기우가 아이템 뽑아가고 나면 여전히 0인게 옳음 } } void consumer(void){ // 소비자 기우 int item; while(TRUE) { down(&full); // 아이템으로 채워진 슬롯의 개수를 감소시킴 //1이상이면 뽑을 애 있는거니 full 감소시킴. (하나 뽑을 예정) //0이면 뽑을 애 없는거니 sleep 됨 -> 서연 실행 //언젠가 서연이가 넣어주고서 깨워주면 down 수행 완료됨 down(&mutex); // 임계 지역에 들어감 //1이면 0으로 바꿈 (임계지역 드감) //0이면 서연이가 임계지역인거라 기우는 sleep 됨 -> 서연 실행 //언젠가 서연이가 임계지역에서 나오면서 깨워주면 down 수행 완료되어 임계지역 드감 item=remove_item(); // 임계지역 - 버퍼에서 아이템 꺼내옴 (하나 뽑아) up(&mutex); // 임계지역에서 나옴 //서연이가 자고 있다면 꺠워서 서연 down(mutex) 수행 완료시켜줌 //서연이 안자고 있다면 mutex를 1증가 시켜서 mutex 1이 됨 up(&empty); // 빈 슬롯의 개수를 증가시킴 //서연이 안자고 있다면 full 감소시켰으니 empty도 1 증가시킴 -> 찬 건 줄고 비어있는건 늠 //서연이가 자고 있다며면 깨워서 서연이 down(empty) 수행 완료시켜줌 // -> empty는 여전히 0이지만 서연이가 아이템 넣으면 여전히 0인게 옳음 consume_item(item); // 아이템을 출력함 } }

monitor example integer i; condition c; procedure producer(); ... end; procedure consumer(); ... end; end monitor;

monitor Producerconsumer // 모니터 정의한 것 condition full, empty; // 조건변수 [중요함] integer count; // 버퍼에 차있는 슬롯의 개수 procedure insert(item: integer); begin if count = N then wait(full); // 버퍼 가득차있으면 full 변수에 대해 서연이는 블락됨 insert_item(item); // 버퍼에 아이템 넣음 (임계구역) count:=count+1; // count 1 증가 if count = 1 then signal(empty) // count가 0에서 1이 된거면 // empty 조건변수에 의해 sleep하고 있는 기우 깨움(ready로 보냄) // 기우 깨우면 기우도 모니터 속이고 서연이도 모니터 속임. (모니터룰 위반) // 해결책) signal을 procedure의 가장 마지막에 call함. 서연이는 모니터 빠져나옴. end; function remove: integer; begin if count=0 then wait(empty); // 버퍼 비어있으면 empty 변수에 대해서 기우는 블락됨 // 서연이는 모니터에 들어가게 허용됨 remove = remove_item; // 버퍼에서 아이템 빼옴 (임계구역) count:=count-1; // count 1 감소 if count = N-1 then signal(full) // end; count:=0 // count는 0으로 초기화 end monitor; procedure producer begin while true do begin item=produce_item; // 아이템 하나 만듬 ProducerConsumer.insert(item) // 모니터 procedure 콜하고 아이템 넘겨줘서 아이템 넣음 end end; procedure comsumer; begin while true do begin item = ProducerConsumer.remove; // 모니터 procedure 콜해서 아이템 뽑아옴 consume_item(item) // 아이템 출력함 end end;

#define N 100 // 버퍼 크기 void producer(void) { int item; message m; // 메시지 버퍼 while(TRUE) { item = produce_item(); // 버퍼에 넣을 아이템 생성 receive(consumer, &m); // 기우로부터 빈 메시지가 오길 기다림 build_message(&m, item); // 빈 메시지에 아이템을 넣음 send(consumer, &m); // 기우한테 아이템 넣은 메시지 보냄 } } void consumer(void) { int item, i; message m; for(i=0;i<N;i++) send(producer, &m); // 서연이한테 N개의 빈 메시지보냄 while(TRUE) { receive(producer, &m); // 서연이로부터 아이템 담긴 메시지 받음 item=extract_item(&m); // 메시지로부터 아이템 추출함 send(producer, &m); // 서연이한테 빈 메시지를 보냄 consume_item(item); // 아이템 출력함