130 - Mécanismes matériels

Question 1

Appels système permet à un processus de …

Answer 1

Appels système permet à un processus de demander un service au SE
* Passage du CPU en mode noyau
* Branchement à une sous-routine spéciale du SE

Question 2

Interruption matérielle permet au matériel de…

Answer 2

Permettre au matériel de signaler des évènements
* Appui d’une touche, nouveaux paquets réseau, etc.
* Notification d’une commande terminée
* Problème physique
* Etc.

Question 3

Mécanise interruption matérielle

Answer 3

Mécanisme
* Connexion dédiée: périphériques → CPU
* Pour signaler l’existence d’un évènement
* Le CPU vérifie la présence d’une interruption
* À chaque instruction
* Si interruption, automatiquement le CPU
* Sauvegarde des registres (dont le CO)
* Passe en mode noyau
* Branche à un endroit spécifique en mémoire

Question 4

Gestion des interruptions : le noyau au démarrage

Answer 4

Le noyau au démarrage:
* Configure la machine
* Sous-routines spéciales associées aux interruptions

Question 5

Gestion des interruptions : le noyau en cas d’interruption

Answer 5

Le noyau en cas d’interruption:
* Le processus actif perd le CPU
* Une routine spéciale du noyau est automatiquement invoquée
* Le noyau
* Sauvegarde les registres
* Traite efficacement l’interruption
* Restaure les registres
* Passe en mode utilisateur
→ Le processus s’est rendu compte de rien

Question 6

Interruptions vs. appels système

Answer 6

• L’appel système est volontaire
  Le processus fait un appel explicite
• L’interruption est involontaire
  Peut arriver à tout moment

Question 7

Politique gestion faute

Answer 7

Le système d’exploitation sait
* Gérer les fautes CPU: interruptions matérielles classiques
* Déterminer le responsable: le processus qui a été interrompu

Question 8

Mécanisme: faute CPU

Answer 8

Le CPU lance (lui-même) une interruption matérielle en cas de:
* Instruction inconnue
* Opérandes invalides (division par 0)
* Violation de privilège (mode utilisateur)
* Etc.

Question 9

• Un processus exécute une instruction privilégiée
• Le CPU refuse (mode utilisateur) et génère une faute
• Le SE s’exécute alors:

Answer 9

• Un processus exécute une instruction privilégiée
• Le CPU refuse (mode utilisateur) et génère une faute
• Le SE s’exécute alors:
  * Inspecte les registres et la mémoire
  * Détermine le processus coupable
  * Lui envoie un signal (kill)
  * Ce qui termine le processus

Question 10

Justice implacable, le SE….

Answer 10

Justice implacable
SE = investigue, arrête, condamne et exécute les processus délinquants

Question 11

Horloge programmable règles quel problèmes?

Answer 11

Problèmes
Comment attendre des échéances ?
* Faire une pause quelques secondes
* Gérer les expirations (timeouts)
Comment récupérer un CPU accaparé par un processus ?
* Calcul intensif
* Boucle infinie

Question 12

Mécanisme horloge prog

Answer 12

Mécanisme
* Un matériel spécial (une composante dédiée sur la carte mère ou directement le contrôleur d’interruption)
* Décrémente un compteur
* Lève une interruption quand il atteint 0

Question 13

3 types d’horloges dans un ordinateur

Answer 13

• Horloge programmable
• Signal d’horloge
• Horloge temps réel

Question 14

Horloge programmable

Answer 14

Horloge programmable
* Pour lever des interruptions * Analogie: minuterie

Question 15

Horloge temps réel

Answer 15

Horloge temps réel
* Maintient la date et l’heure réelle
* Alimentation autonome avec une pile * Analogie: horloge murale

Question 15

Signal d’horloge

Answer 15

Signal d’horloge
* Rythme le fonctionnement électronique (CPU, RAM, Bus, etc.) * Analogie: métronome

Question 16

Organisation mémoire d’un programme

Answer 16

En mémoire, il y a
* Code du programme (en langage machine) * Données (statiques, pile, tas, etc.)
* Bibliothèques

Question 17

Défi: plusieurs programmes à la fois

Answer 17

Chaque processus
* A accès (lecture/écriture) qu’à son propre espace
* Tout accès en dehors est physiquement interdit
Le SE
* A accès à toute la mémoire
* Gère les limites physiques des programmes

Question 18

Mécanismes : quels sont les moyens à mettre en oeuvre

Answer 18

• On peut marquer des zones mémoires comme valides ou invalides
• Le mode noyau est nécessaire pour changer les zones
• Le CPU peut efficacement déterminer la validité d’une adresse
• Un accès en dehors d’une zone valide lève une faute
  → le CPU vérifie chaque accès fait à la mémoire

Question 19

Politiques : quelles sont les règles à appliquer

Answer 19

Politique
* Le système rend valide les zones mémoire d’un processus
* Puis il lui donne la main
* Le processus accède dans ses zones
* Tout va bien
* Le processus accède en dehors
* Le CPU lève une faute
* Le SE prend la main
* Envoie un signal au processus fautif (kill)
* Ce qui le termine

Question 20

De nos jours, quasiment tout processeur et système d’exploitation utilisent …

Answer 20

• De la mémoire virtuelle
• Plus précisément de la pagination
• Avec des modes de protection

Question 21

Le SE au centre

Answer 21

Applications
___________________ (appels système)

           SE \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ (demande d'interruptions)
       Matériel