Sistemas Operativos. Tema 2

Transcripción

1 SOP2.20 Sistemas Operativos Tema 2 Interfaces del sistema Operativo. Llamadas al sistema Para gestión de procesos Relacionadas con señales Para gestión de ficheros Para gestión de directorios Para protección Para gestión de tiempo

2 SOP2.21 Punto 6. Llamadas al sistema (SYSTEM CALLS) Acceso al SOP a través de una interrupción software. ejemplo: open() es una unción de librería de C que genera una interrupción soft. read() en realidad no 'toca' para nada el disco. Consiste en read (... ) { paso de parámetros trap devolución de parámetros } Las funciones del SOP trabajan sobre las dos abstracciones: proceso y fichero Proceso: - Manejo de procesos y memoria - Señales Fichero: - Manipulación de ficheros - Directorios - Protección de ficheros Tiempo

3 SOP2.22 Llamadas al sistema para gestión de procesos: fork, wait, exec, exit, brk, getpid pid = fork () pid del proceso hijo o 0 crea un proceso con copia de la imagen en memoria del padre Genera un proceso hijo que hereda del padre el core image: 1. UID y GID reales y efectivos 2. Descriptores de ficheros. Todos los ficheros que tiene abiertos el padre también los tiene el hijo. 3. Gestión de señales. Igualmente a los descriptores 4. Directorio de trabajo 5. Máscara de protección 6. Contador de programa Diferencias entre hijo y padre: 1. PID. Es un proceso diferente 2. PPID. Tiene un padre distinto 3. Se anulan posibles alarmas pendientes Importante: Las variables son copias, no son compartidas. fork devuelve en pid: 0 en el proceso hijo. -1 caso de no haberse podido crear al hijo. Identificador del hijo en el proceso padre ejemplo: while (TRUE) { // bucle infinito leer_comando(comando,parametros); // lee del terminal if (fork()!= 0) { // crea proceso hijo wait(&status); // código que sigue ejecutando el padre } else { execve(comando,parametros,0) // código que sigue ejecutando el hijo } }

4 SOP2.23 pid del hijo que ejecuta exit El proceso padre espera al hijo la ejecuta el proceso hijo cuando finaliza su ejecución pid = wait ( &status ); exit ( status ); estado del hijo estado de finalización estado de finalización 16 bits Valor de status: -1 => El padre no tiene ningún hijo 0 => El hijo ha terminado normalmente n => Terminación anormal. n => número de señal que ha matado al hijo

5 SOP2.24 Posibilidades: 1º.- Padre ejecuta wait y después el hijo ejecuta exit. Padre => espera a que termine el hijo antes de continuar. Hijo => ejecuta exit. Padre => mata a su hijo. 2º.- Hijo ejecuta exit y después el padre ejecuta wait Hijo => finaliza la ejecución pero no es destruido. En este estado al hijo se le denomina ZOMBIE Padre => ejecuta wait y destruye al hijo. Padre Padre Hijo_1 Hijo_1 Hijo_2 Hijo_3 Hijo_N Figura (a) Figura (b) En fig a si el padre ejecuta wait, no se puede saber a qué hijo está esperando, de forma que esperará a que termine alguno En fig b si el padre ejecuta wait y el Hijo_1 ejecuta exit, el proceso Hijo_N se queda huérfano, con lo que su padre pasaría a ser el proceso INIT. Es importante que un nodo tenga padre, de otra manera, no será destruido. INIT deberá efectuar un bucle infinito con la sentencia wait, para que todos los hijos que tenga y adopte, pueda destruirlos, cuando finalicen su ejecución. Existe, en este punto, una diferencia importante entre UNIX y MINIX: - En fig b, si Hijo_1 ejecuta exit, automáticamente se queda ZOMBIE. - En MINIX, INIT no adopta a Hijo_N hasta que Hijo_1 no es destruido - En UNIX, INIT adopta a Hijo_N cuando Hijo_1 se queda ZOMBIE.

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7 SOP2.26 cambia la imagen del proceso que la invoca s = execve ( nombre, argv, envp ); -1 caso de error fichero a ejecutar puntero a vector de variables de entorno puntero a vector de argumentos Todos los atributos permanecen salvo dos: - Tratamiento de la señales capturadas, es decir, si se había ejecutado signal(sig,f) para asociar la ejecución de la función f a la señal sig, ahora tomará la función por defecto SIB_DFL. - Si el fichero ejecutable tiene un bit SETUID activo, el UID efectivo del proceso se asigna al owner UID del fichero. establece nueva dirección de terminación del segmento de datos tam = brk ( dirección ) tamaño del segmento de datos pid = getpid ( ) dirección final del segmento de datos identificador proporciona el identificador de un proceso

8 SOP2.27 Llamadas al sistema relacionadas con señales: signal, kill, alarm, pause - Si un proceso recibe una señal que no estaba esperando, se mata al proceso - Cuando la señal es esperada, se trata en segundo nivel de interrupción - Después de recibir una señal hay que reactivar la captura para que siga siendo efectiva habilita al proceso para el tratamiento de señales funcant = signal ( señal, func ) señal anterior nombre de la señal a capturar tratamiento (SIG_DFL, SIG_IGN,... ) envía una señal a un proceso (SIGKILL no puede capturarse ni ignorarse) s = kill ( pid, señal ) -1 caso de error pid destinatario señal enviada residual = alarm ( segundos ) tiempo restante envía SIGALRM (cancela anterior) suspende al ejecutor hasta la siguiente señal s = pause () -1 caso de error

9 SOP2.28 Llamadas al sistema para gestión de ficheros: read, write, lseek, stat, fstat, dup, pipe, ioctl creat, mknod, open, close, crea un fichero y lo deja abierto para escritura fd = creat ( nombre, modo ) descriptor fichero creado código octal de permisos crea un fichero especial o un directorio (sólo superusuario) fd = mknod ( nombre, modo, direccion ) descriptor fichero especial creado tipo (car. ó bloq.) permisos 0x1111 número secundario número principal abre un fichero fd = open ( nombre, acceso ) descriptor fichero a abrir ( 0 lectura ) ( 1 escritura ) ( 2 lect./escrit. ) cierra un fichero s = close ( fd ) descriptor de fichero

10 SOP2.29 lee de un fichero n = read ( fd, buffer, nbytes ) cantidad leida buffer destino descriptor de fichero cantidad a leer escribe en un fichero n = write ( fd, buffer, nbytes ) cantidad escrita buffer origen descriptor de fichero cantidad a escribir posicionamiento del puntero de un fichero pos = lseek ( fd, posición, referencia ) posición absoluta en el fichero descriptor de fichero posición relativa a la referencia base para posicionar (principio, final, actual)

11 SOP2.30 s = stat ( nombre, &buffer ) obtiene el estado de un fichero Puntero a destino s = fstat ( fd, &buffer ) descriptor del fichero El contenido de buffer es: struct stat { short st_dev; // dispositivo dende reside el nodo-i unsigned short st_ino; // número del nodo-i unsigned short st_mode; // códigos de protección (modo) short st_nlink; // número de enlaces short st_uid; // identificador del propietario short st_gid; // identificador del grupo short st_rdev; // número ppal/sec en ficheros especiales long st_size; // tamaño del fichero long st_atime; // idéntico a st_mtime long st_mtime; // instante de la última modificación long st_ctime; // idéntico a st_mtime }; Estructura de datos utilizada por STAT y FSTAT para devolver información. Existen tres campos relacionados con tiempo por razones de compatibilidad con UNIX.

12 SOP2.31 duplica el descriptor de un fichero fd = dup ( fd1 ) nuevo descriptor del mismo fichero descriptor original del fichero Redireccionar_salida (s) char *s; { int fd; fd = creat (s,0666); close (STD_OUTPUT); dup (fd); close (fd); } Redireccionar_entrada (e) char *e; { int fd; fd = open (e, RD_ONLY); close (STD_INPUT); dup (fd); close (fd); }

13 SOP2.32 crea un pipe s = pipe ( &fd[0] ) fd[0] descriptor para lectura fd[1] descriptor para escritura Ejemplo: Esqueleto de programa para disponer dos procesos en cadena. # define STD_INPUT 0 // descriptor de fichero entrada estandar # define STD_OUTPUT 1 // descriptor de fichero salida estandar cadena(proceso1, proceso2) char *proceso1, *proceso2; { int fd[2]; } pipe(&fd[0]); if (fork()!= 0) { close(fd[0]); close(std_output); dup(fd[1]); close(fd[1]); execl(proceso1,proceso2,0); } else { close(fd[1]); close(std_input); dup(fd[0]); close(fd[0]); execl(proceso2, proceso2,0) } // punteros a nombres de programa // el proceso 1 no ha de leer del tubo // preparación de la nueva salida estandar // salida estandar vinculada a fd[1] // ya no se necesita más el tubo // el proceso 2 no escribe en el tubo // preparación de la nueva entrada estandar // entrada estandar vinculada a fd[0] // ya no se necesita más el tubo

14 SOP2.33 operaciones particulares en ficheros especiales s = iotcl ( fd, petición, &argp ) descriptor de fichero especial función a realizar puntero a registro de bits de estado

15 SOP2.34 Llamadas al sistema para gestión de directorios: link, unlink, mount, umount, sync, chdir, chroot asocia un nodo-i existente a un nuevo nombre s = link ( nombre, enlace ) nombre del fichero nombre del enlace /usr/ast correo juegos prueba /usr/jim bin memo f.c 38 prog1 /usr/ast correo juegos prueba 70 nota /usr/jim bin memo f.c 38 prog1 (a) (a) Dos directorios antes de enlazar /usr/jim/memo al directorio de ast. (b) Los mismos directorios después del enlace anula la asociación de nombre con el nodo-i (b) s = unlink ( nombre ) nombre del fichero que se borra monta un sistema de ficheros en otro s = mount ( especial, nombre, rwindic ) nombre de fichero especial de bloques directorio de montaje

16 SOP2.35 desmonta un sistema de ficheros s = unmount ( especial ) nombre de fichero especial de bloques copia modificaciones de caché a disco (ejecutada por 'update') s = sync () cambia el directorio de trabajo s = chdir ( nombre ) nuevo directorio de trabajo cambia el directorio raiz (sólo superusuario) s = chroot ( nombre ) nuevo directorio raiz

17 SOP2.36 Llamadas al sistema para protección: chmod, getuid, getgid, setuid, setgid, chown, umask, access cambia la protección de un fichero s = chmod ( nombre, modo ) fichero usuario grupo otros obtiene el usuario efectivo s = getuid () obtiene el grupo efectivo s = getgid () asigna valor al uid del proceso llamador (sólo superusuario) s = setuid ( uid ) asigna valor al gid del proceso llamador (sólo superusuario) s = setuid ( uid ) nuevo valor del uid nuevo valor del gid cambia el usuario y grupo de un fichero s = chown ( nombre, propietario, grupo ) fichero nuevo propietario nuevo grupo inhibe permiso (los hijos heredan la máscara) anterior = umask ( máscara ) permisos a inhibir

18 SOP2.37 comprueba si uid real tiene permiso s = access ( nombre, modo ) fichero lectura 2 escritura 1 ejecución 0 comprueba accesibilidad

19 SOP2.38 Llamadas al sistema para gestión de tiempo: time, stime, utime, times obtiene el tiempo desde en seg. segundos = time ( &segundos ) ajusta la hora. (sólo superusuario) s = stime ( tp ) actualiza el valor de st_mtime en el nodo_i de un fichero s = utime ( fichero, instante ) tiempo de procesador consumido por un proceso y por el sistema en su nombre y el total acumulado de los hijos s = times ( buffer )