1 Cf (carry flag) — флаг переноса. Располагается в слове состояния программы. Для про­цессоров i80x86 этот регистр — управляющий регистр cro.

средственного операнда, а старшие биты сдвигаются и комбинируются с полем смещения. Процессор же игнорирует ненулевые значения старших битов поля второго операнда [48]. При доступе к памяти процессор обращается к четырем байтам, начинающимся по полученному следующим образом адресу

Effective Address + (4 * (BitOffset DIV 32))

для размера операнда 32 бита, или к двум байтам, начинающимся по адресу Effective Address + (2 * (BitOffset DIV 16))

для 16-битного размера операнда. Такое обращение происходит, даже если необ­ходим доступ только к одиночному байту. Поэтому избегайте ссылок к областям памяти, близким к «пустым» адресным пространствам. В частности, избегайте ссылок на распределенные в памяти регистры ввода/вывода. Вместо этого ис­пользуйте команду MOV для загрузки и сохранения значений по таким адресам и регистровую форму команды BTS для работы с данными.

Листинг 6.6. Фрагмент программы на ассемблере с критическим интервалом

L: ВТС МЛ JC L

L ; критическая секция AND М. 0В

Несмотря на то что и алгоритм Деккера, основанный только на блокировке памяти, и операция «ПРОВЕРКА И УСТАНОВКА» пригодны для реализации взаимного исключения, оба эти приема очень неэффективны. Всякий раз, когда один из процессов выполняет свой критический интервал, любой другой про­цесс, который пытается войти в свою критическую секцию, попадает в цикл про­верки соответствующих переменных-флагов, регламентирующих доступ к кри­тическим переменным. При таком неопределенном пребывании в цикле, которое называется активным ожиданием, напрасно расходуется процессорное время, поскольку процесс имеет доступ к тем общим переменным, которые и определя­ют возможность или невозможность входа в критическую секцию. При этом процесс занимает ценное время центрального процессора, на самом деле ничего реально не выполняя. Как результат, мы имеем общее замедление вычислитель­ной системы процессами, которые реально не выполняют никакой полезной ра­боты.

До тех пор, пока процесс, занимающий в данный момент критический ресурс, не решит его уступить, все другие процессы, ожидающие этого ресурса, могли бы вообще не конкурировать за процессорное время. Для этого их нужно перевести в состояние ожидания (заблокировать их выполнение). Когда вход в критиче­скую секцию снова будет свободен, можно будет опять перевести заблокирован-

ный процесс в состояние готовности к выполнению и дать ему возможность по­лучить процессорное время. Самый простой способ предоставить процессорное время только одному вычислительному процессу — это отключить систему пре­рываний, поскольку тогда никакое внешнее событие не сможет прервать выпол­няющийся процесс. Однако это, как мы уже знаем, приведет к тому, что система не сможет реагировать на внешние события.

Вместо того чтобы связывать с каждым процессом свою собственную перемен­ную, как это было в рассмотренных нами решениях, можно со всем множеством конкурирующих критических секций связать одну переменную, которую и рас­сматривать как некоторый ключ. Вначале доступ к критической секции открыт. Однако перед входом в свой критический интервал процесс забирает «ключ» и тем самым блокирует другие процессы. Покидая критическую секцию, процесс открывает доступ, возвращая «ключ» на место. Если процесс, который хочет войти в свою критическую секцию, обнаруживает, что ключ «отсутствует», то он должен быть переведен в состояние блокирования до тех пор, пока процесс, имеющий ключ, не вернет его. Таким образом, каждый процесс, входящий в кри­тический интервал, должен вначале проверить, доступен ли ключ, и если это так, то сделать его недоступным для других процессов. Причем самым главным явля­ется то, что эти два действия должны быть неделимыми, чтобы два или более процессов не могли одновременно получить доступ к ключу. Более того, провер­ку того, можно ли войти в критический интервал, лучше всего выполнять не са­мим конкурирующим процессам, так как это приводит к активному ожиданию, а возложить эту функцию на операционную систему. Таким образом, мы подо­шли к одному из самых главных механизмов решения проблемы взаимного ис­ключения — семафорам Дейкстры.