Sistemas Operativos
13. System calls
¿Qué es una llamada al sistema (syscall)?
Una llamada al sistema o system call es un método utilizado por los programas de aplicación para comunicarse con el núcleo del sistema
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.
El procesador entonces comienza a ejecutar las instrucciones de código
de bajo nivel de privilegio, para realizar la tarea requerida.
¿Para qué se necesitan las system calls?
Las system calls están estrechamente ligadas al modelo moderno de sistema operativo con modo usuario y modo núcleo, que se introdujo en respuesta al creciente número de procesos que se ejecutan simultáneamente en la memoria principal (RAM) de los ordenadores. De este modo, cada proceso individual tiene sus propios datos con derechos de acceso especiales y, solo si se distribuyen los recursos correctamente, el sistema y los programas pueden ejecutarse según lo esperado.
- Proveen la interfase entre un proceso y el SO
- Pueden estar en lenguaje assembler, aunque algunos lenguajes pueden invocarlas directamente.
- Se ejecutan en modo supervisor.
¿Qué tipos de llamadas al sistema hay?
En principio, como se dijo arriba, todas las llamadas al sistema se pueden utilizar como unidades de control para la comunicación entre los procesos de aplicación y el sistema operativo o el hardware. Además, las llamadas al sistema establecidas también se pueden clasificar en diferentes categorías, por lo que se han establecido en particular estos cinco tipos:
Control de procesos: todos los procesos de un sistema informático deben controlarse para que en cualquier momento se puedan detener u otros procesos los puedan dirigir. Para esto, las llamadas al sistema de esta categoría supervisan, por ejemplo, el inicio o la ejecución o la detención/terminación de procesos.
Gestión de archivos: los programas de aplicación requieren este tipo de llamadas al sistema para acceder a las operaciones típicas con archivos. Estos métodos de manipulación de archivos incluyen la creación, eliminación, apertura, cierre, escritura y lectura (create, delete, open, close, write y read).
Gestión de dispositivos: la categoría “Gestión de dispositivos” incluye todas las llamadas al sistema que sirven para solicitar o administrar los recursos de hardware necesarios, como la potencia de computación o el espacio de almacenamiento.
Gestión de la información: los procesos tienen mucha información asociada, y la puntualidad y la integridad son muy importantes. Para intercambiar o solicitar información, los programas de aplicación utilizan llamadas al sistema para la gestión o el mantenimiento de la información.
Comunicación entre procesos: solo se puede garantizar una interacción fluida entre el sistema operativo y los distintos programas de aplicación si los procesos individuales están coordinados. Con este fin, es indispensable la comunicación a través de las correspondientes llamadas al sistema.
• Para manejo de archivos (open, close, read,write...)
• Para manejo de dispositivos (request, release...)
• Para info del sistema (obtener date, fijar o ver atributos...)
• Para manejo de comunicaciones (create, send, receive...)
Supervisor o privilegiado:
Generalmente, los sistemas operativos proveen bibliotecas que relacionan los programas de usuario y el resto del sistema operativo, usualmente una biblioteca de tiempo de ejecución (runtime) de C como la glibc de GNU o la biblioteca de C de Microsoft. Esta biblioteca maneja, entre otras cosas, 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 y el software, e incrementa su portabilidad.