TEMA 2. GESTIÓN DE PROCESOS - Universidad de Almería

Diseño de Sistemas Operativos
Tema 2. Gestión de Procesos
2.8.1. Bottom-halves.
• Las “Bottom-halves” (BHs) que constituyen la versión primitiva de las funciones utilizadas para
dejar para más adelante los aspectos menos urgentes de las rutinas de servicio de las interrupciones.
En muchos manejadores de interrupción no en necesario ni conveniente, realizar todo el trabajo de
atención y procesado de la interrupción durante la propia atención de la interrupción: (1) parte del
trabajo se puede retrasar utilizando en mecanismo denominado “bottom-half” (segunda parte). (2)
La implementación es poco eficiente, a costa de ser poco flexible y oscura. (3) Se utiliza un mapa
de bits (representado por un entero) para marcar como activa una de las bottom-halves. Por tanto,
como máximo se pueden tener 32 rutinas de bottom-half (tantos bits como tiene un entero). Éste
fue el mecanismo que inicialmente se diseñó en el kernel, y para eliminar la limitación de 32 BHs,
se añadió el mecanismo de colas de espera.
• En include/linux/interrupt.h están las estructuras de datos relativas a las BHs y en include/asmi386/softirq.h
las funciones (las funciones definidas como inline se expanden en el código que las
invoca, eliminando la sobrecarga de un salto a función). (1) init_bh(nr, routine), inicializa la BH nr
para que se ejecuta la rutina routine. (2) mark_bh(nr), activa el bit correspondiente mapa de bits
bh_active con lo que esta BH se ejecutará una vez. (3) disable_bh(nr), elimina el bit de esa BH del
mapa de bits bh_mask, con lo que la BH queda temporalmente deshabilitada. (4) enable_bh(nr),
restaura el bit en la máscara bh_mask, reactivando la BH. Estas dos últimas funciones se suelen
utilizar desde de las propias rutinas de la BHs para evitar que mientras se está sirviendo la BH se
puede volver a llamar a esa misma BH.
• Para poder utilizar una BH, primero hay que llamar a init_bh que asociará una función con nuestra
BH. Por ejemplo desde la función sched_init se inicializan varias BHs, entre ellas la del reloj.
Luego, dentro del manejadores de interrupciones podremos “marcar” nuestra BH para que se
ejecute antes de volver a código en modo usuario. Por ejemplo, la rutina do_timer llama a
mark_bh(TIMER_BH) para activar su BH, tras lo que el sistema continua atendiendo esta
interrupción.
• Desde tres lugares (do_irq, ret_from_sys_call, schedule), se llama a do_bottom-half, que invoca
por fin a todas las funciones postpuestas. En el archivo, include/linux/interrupt.h están definidas las
constantes que identifican a cada una de las BH de todo el sistema. Es importante tener declarados
en un único lugar del código todas las BHs para evitar que dos “drivers” del kernel utilicen el
mismo número de BH (sólo hay disponibles 32 BHs).
2.8.2. Temporizadores del Kernel (timers).
• Linux gestiona una lista de timers con el objetivo de poder poner procesos en espera durante un
periodo de tiempo determinado. Estos timers se organizan en forma de una lista circular
doblemente enlazada. Los timers a desencadenar en un futuro próximo se colocan al principio de la
lista, mientras que los elementos a desencadenar en un futuro lejano se al final de dicha lista. La
estructura timer_list, se define en el archivo linux/timer.h según la siguiente estructura
struct timer_list {
struct list_head list;
unsigned long expires;
unsigned long data;
void (*function) (unsigned long);
volatile int running;
};
• La variable timer_head, definida en el archivo kernel/sched.c, contiene la dirección del primer
elemento (timer) de la lista. La fecha de expiración (expires) se expresa en número de ciclos de
reloj desde el arranque del sistema. La variable global jiffies es mantenida por el kernel (su valor se
incrementa en cada interrupción de reloj) y contiene siempre el número de ciclos de reloj
transcurridos desde el arranque. Además, el campo expires tiene el valor de jiffies cuando el
manejador function debe ser invocado con data pasado como parámetro.
Departamento de Lenguajes y Computación. Universidad de Almería Página 2.46