TEMA 2. GESTIÃN DE PROCESOS - Universidad de AlmerÃa

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Diseño de Sistemas Operativos Tema 2. Gestión de Procesos Contexto del nivel de sistema. • El contexto del nivel de sistema de un proceso tiene una parte estática y otra dinámica. Todo proceso tiene una única parte estática del contexto del nivel de usuario, pero puede tener un número variable de partes dinámicas. La parte dinámica es vista como una pila de capas de contexto que el kernel puede apilar y desapilar según los eventos que se produzcan. • Parte estática. – La entrada en la tabla de procesos. Define el estado del proceso y contiene información de control que es siempre accesible al kernel. – El Área de Usuario (u-Area). Contiene información de control del proceso que necesita ser accedida sólo en el contexto del proceso. – Entradas en la pregion (tabla de regiones por proceso), tabla de regiones y tablas de páginas, que definen el mapa de transformación entre las direcciones del espacio virtual y las direcciones físicas. Si varios procesos comparten regiones comunes, estas regiones también son consideradas parte del contexto de cada proceso, ya que cada proceso las manipula independientemente. Es trabajo del módulo de gestión de memoria indica qué partes del espacio de direcciones virtuales de un proceso no están cargadas en memoria. • Parte dinámica. – La pila del kernel, que contiene marcos de pila (stack frames) de las funciones ejecutadas en modo kernel. Si bien todos los procesos ejecutan el mismo código kernel, hay una copia privada de la pila del kernel para cada uno de ellos que da cuenta de las llamadas que cada proceso hace a las funciones del kernel. Por ejemplo, un proceso puede ejecutar la llamada a creat y ponerse a dormir hasta que se le asigne un inodo, y otro proceso puede llamar a read y dormir hasta que se efectúe la transferencia entre el disco y la memoria. Ambos procesos están ejecutando funciones del kernel, pero tienen pilas separadas que contienen la secuencia de llamadas a funciones que ha realizado cada uno. El kernel debe ser capaz de recuperar el contenido de la pila kernel y la posición del puntero de pila para reanudar la ejecución de un proceso en modo kernel. La pila kernel está vacía cuando el proceso se está ejecutando en modo usuario. – Pila de capas de contexto del nivel de sistema que el kernel apila o desapila de acuerdo a una serie de eventos. Cada capa contiene la información necesaria para recuperar la capa anterior, incluyendo el contexto del nivel de registros de la capa anterior. Apilar (salvar) y Desapilar (restaurar) capas de contexto. • Apilar (salvar) ⇒ el kernel apila una capa de contexto cuando se produce: – Una interrupción, – Una llamada al sistema, o – Un cambio de contexto, restaurándolo. • Desapilar (restaurar) ⇒ las capas de contexto son desapiladas cuando: – El kernel vuelve del tratamiento de una interrupción. – El proceso vuelve a modo usuario después de ejecutar una llamada al sistema. – Se produce un cambio de contexto. • La capa de contexto apilada es la del último proceso que se estaba ejecutando y la desapilada es la del proceso que se va a pasar a ejecutar. • Cada una de las estradas de la tabla de procesos contiene información suficiente para poder recuperar la capa contexto actual. • Figura 2.10 ⇒ Componente que forman parte del contexto de proceso. En el lado izquierdo tenemos la parte estática del contexto y en el derecho la dinámica. Departamento de Lenguajes y Computación. Universidad de Almería Página 2.20
Diseño de Sistemas Operativos Tema 2. Gestión de Procesos Parte estática del contexto Contexto nivel usuario Texto del proc. Datos Pila Mem. compart. Parte estática del contexto del nivel de sistema Entrada tabla procs. U-area Tabla reg. por proc. Capa 3 puntero lógico a capa de contexto actual Capa 2 Capa 1 Capa 0 Parte dinámica del contexto Pila kernel para capa 3 Contexto de Registro salvado para capa 2 Pila kernel para capa 2 Contexto de Registro salvado para capa 1 Pila kernel para capa 1 Contexto de Registro salvado para capa 0 (Nivel usuario) Figura 2.10. Componentes del contexto de un proceso. Ejecución de un proceso. • Un proceso se ejecuta dentro de su capa de contexto actual. • El número de capas de contexto está limitado por el número de niveles de interrupción que soporta la máquina. – Por ejemplo, si una máquina soporta 5 niveles de interrupción (interrupciones software, de terminales, de disco, de varios periféricos y de reloj), un proceso podrá tener al menos 7 capas de contexto: Una por cada nivel de interrupción, una para las llamadas al sistema y otra para el nivel de usuario. Estas 7 capas son suficientes para contener todas las capas posibles, incluso si las interrupciones se dan en la secuencia más desfavorable, ya que las interrupciones de un nivel determinado son bloqueadas (la CPU no las atiende) mientras que le kernel está atendiendo una interrupción en un nivel igual o superior. • Ejecución del kernel siempre en contexto de proceso, pero la función en ejecución puede no pertenecer a ese proceso. Departamento de Lenguajes y Computación. Universidad de Almería Página 2.21
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