Unidad#1: 1.5 Llamadas a servicios del sistema

1.5 Llamadas a servicios del sistema

Una llamada al sistema es un método o función que puede invocar un proceso para solicitar un cierto servicio al sistema operativo. Dado que, el acceso a ciertos recursos del sistema requieren la ejecución de código en modo privilegiado, el sistema operativo ofrece un conjunto de métodos o funciones que el programa puede emplear para acceder a dichos recursos. En otras palabras, el sistema operativo actúa como intermediario, ofreciendo una interfaz de programación (API) que el programa puede usar en cualquier momento para solicitar recursos gestionados por el sistema operativo.

Algunos ejemplos de llamadas al sistema son las siguientes:

v  Time: que permite obtener la fecha y hora del sistema.

v  Write: que se emplea para escribir un dato en un cierto dispositivo de salida, tales como una pantalla o un disco magnético.

v  Read: que es usada para leer de un dispositivo de entrada, tales como un teclado o un disco magnético.

v  Open: que es usada para obtener un descriptor de un fichero del sistema, ese fichero suele pasarse a write.

En los sistemas operativos bajo norma POSIX o similares, algunas llamadas al sistema muy usadas son: open, Read (system call), write, close, wait, exec, fork, exit y kill. Los sistemas operativos actuales tienen cientos de llamadas, por ejemplo, Linux 2.x y FreeBSD tienen más de 300.

Las llamadas al sistema comúnmente usan una instrucción especial de la CPU que causa que el procesador transfiera el control a un código privilegiado (generalmente es el núcleo), previamente especificado. Esto permite al código privilegiado especificar donde va a ser conectado, así como el estado del procesador.

Cuando una llamada al sistema es invocada, la ejecución del programa que invoca es interrumpida y sus datos son guardados, normalmente en su PCB (Bloque de Control de Proceso del inglés: Process Control Block), para poder continuar ejecutándose luego. El procesador entonces comienza a ejecutar las instrucciones de código de bajo nivel de privilegio, para realizar la tarea requerida. Cuando esta finaliza, se retorna al proceso original, y continúa su ejecución. El retorno al proceso demandante no obligatoriamente es inmediato, depende del tiempo de ejecución de la llamada al sistema y del algoritmo de planificación de CPU.

Generalmente, los sistemas operativos proveen bibliotecas que relacionan los programas de usuario y el resto del sistema operativo, usualmente una biblioteca C como glibc o el runtime de Microsoft C. Esta biblioteca maneja los detalles de bajo nivel para transferir información al kernel y conmutar a modo supervisor, así como cualquier procesamiento de datos o tareas que deba ser realizada en modo supervisor. Idealmente, esto reduce la dependencia entre el sistema operativo y la aplicación, e incrementa su portabilidad.

La implementación de las llamadas al sistema requiere un control de transferencia que involucra características específicas de la arquitectura del procesador. Una forma típica de implementar es usar una interrupción por software. Linux usa esta implementación en la arquitectura x86.

Para los procesadores con arquitectura RISC, esta es la única forma, pero arquitecturas CISC como x86 soportan otras técnicas adicionales. Un ejemplo es SYSCALL/SYSRE.