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Llamadas al sistema

Por: AngelGonzalez | Publicado: 19/11/2010 07:49 |

Llamadas al sistema

Una aplicacin, normalmente no sabe dnde est situada la rutina de servicio de la llamada. Por lo que si ésta se codifica como una llamada de funcin, cualquier cambio en el SO hara que hubiera que reconstruir la aplicacin.

Pero lo ms importante es que una llamada de funcin no cambia el modo de ejecucin de la CPU. Con lo que hay que conseguir llamar a la rutina de servicio, sin tener que conocer su ubicacin, y hacer que se fuerce un cambio de modo de operacin de la CPU en la llamada (y la recuperacin del modo anterior en el retorno).

Esto se hace utilizando instrucciones mquina diseadas especficamente para este cometido, distintas de las que se usan para las llamadas de funcin.

Bibliotecas de interfaz de llamadas al sistema

Las llamadas al sistema no siempre tienen una expresin sencilla en los lenguajes de alto nivel, por ello se crean las bibliotecas de interfaz, que son bibliotecas de funciones que pueden usarse para efectuar llamadas al sistema. Las hay para distintos lenguajes de programacin.

La aplicacin llama a una funcin de la biblioteca de interfaz (mediante una llamada normal) y esa funcin es la que realmente hace la llamada al sistema.

Interrupciones y excepciones

El SO ocupa una posicin intermedia entre los programas de aplicacin y el hardware. No se limita a utilizar el hardware a peticin de las aplicaciones ya que hay situaciones en las que es el hardware el que necesita que se ejecute cdigo del SO. En tales situaciones el hardware debe poder llamar al sistema, pudiendo deberse estas llamadas a dos condiciones:

  • Algn dispositivo de E/S necesita atencin.
  • Se ha producido una situacin de error al intentar ejecutar una instruccin del programa (normalmente de la aplicacin).

En ambos casos, la accin realizada no est ordenada por el programa de aplicacin, es decir, no figura en el programa.

Segn los dos casos anteriores tenemos las interrupciones y la excepciones:

  • Interrupcin: seal que enva un dispositivo de E/S a la CPU para indicar que la operacin de la que se estaba ocupando, ya ha terminado.
  • Excepcin: una situacin de error detectada por la CPU mientras ejecutaba una instruccin, que requiere tratamiento por parte del SO.

Tratamiento de las interrupciones

Una interrupcin se trata en todo caso, después de terminar la ejecucin de la instruccin en curso.

El tratamiento depende de cul sea el dispositivo de E/S que ha causado la interrupcin, ante la cual debe poder identificar el dispositivo que la ha causado.

La ventaja de este procedimiento es que no se tiene que perder tiempo ejecutando continuamente rutinas para consultar el estado del periférico. El inconveniente es que el dispositivo debe tener los circuitos electrnicos necesarios para acceder al sistema de interrupciones del computador.

Importancia de las interrupciones

El mecanismo de tratamiento de las interrupciones permite al SO utilizar la CPU en servicio de una aplicacin, mientras otra permanece a la espera de que concluya una operacin en un dispositivo de E/S.

El hardware se encarga de avisar al SO cuando el dispositivo de E/S ha terminado y el SO puede intervenir entonces, si es conveniente, para hacer que el programa que estaba esperando por el dispositivo, se contine ejecutando.

En ciertos intervalos de tiempo puede convenir no aceptar seales de interrupcin. Por ello las interrupciones pueden inhibirse por programa (aunque esto no deben poder hacerlo las mismas).

Un ejemplo de sincronismo por interrupcin es el almacenamiento de caracteres introducidos mediante el teclado. Cuando se introduce un carcter, se codifica en el registro de datos del dispositivo y adems se activa un bit del registro de estado quien crea una interrupcin en el hardware. El procesador deja temporalmente la tarea que estaba completando y ejecuta la rutina de atencin a la interrupcin correspondiente. El teclado almacena el carcter en el vector de memoria intermedia (también llamado buffer) asociada al teclado y despierta el proceso que haba en el estado de espera de la operacin de entrada/salida.

Excepciones

Cuando la CPU intenta ejecutar una instruccin incorrectamente construida, la unidad de control lanza una excepcin para permitir al SO ejecutar el tratamiento adecuado. Al contrario que en una interrupcin, la instruccin en curso es abortada. Las excepciones al igual que las interrupciones deben estar identificadas.

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