PDF de programación - Sistemas Operativos: Procesos

SISTEMAS OPERATIVOS:
PROCESOS

Señales

ADVERTENCIA

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¨ Este material es un simple guión de la clase: no son

los apuntes de la asignatura.

¨ El conocimiento exclusivo de este material no
garantiza que el alumno pueda alcanzar los
objetivos de la asignatura.

¨ Se recomienda que el alumno utilice los materiales

complementarios propuestos.

Sistemas Operativos – Hilos y procesos

Contenido

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¨ Señales.
¨ Temporizadores.
¨ Excepciones.
¨ Entorno de un proceso

Sistemas Operativos – Hilos y procesos

Señales. Concepto

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¨ Las señales son un mecanismo para comunicar

eventos a los procesos

¨ Cuando un proceso recibe una señal, la procesa

inmediatamente.

¨ Cuando un proceso recibe una señal puede:
¤ Ignorar a la señal, cuando es inmune a la misma
¤ Invocar la rutina de tratamiento por defecto
¤ Invocar a una rutina de tratamiento propia

Sistemas Operativos – Hilos y procesos

Señales. Concepto

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¨ Permite avisar a un proceso de la ocurrencia de un

evento.
¤ Y reaccionar a dicho evento

¨ Ejemplos:

¤ Un proceso padre recibe la señal SIGCHLD cuando

termina un proceso hijo.

¤ Un proceso recibe una señal SIGILL cuando intenta

ejecutar una instrucción máquina ilegal.

Son un mecanismo propio de los sistemas UNIX

Sistemas Operativos – Hilos y procesos

Señales: interrupciones al proceso

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¨ Las señales son interrupciones al proceso
¨ Envío o generación

¤ Proceso- Proceso (dentro del grupo) con el kill
¤ SO - Proceso

Sistemas Operativos – Hilos y procesos

Señales. Tratamiento

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¨ El SO las transmite al proceso

¤ El proceso debe estar preparado para recibirla

n Especificando un procedimiento de señal con sigaction.
n Dirección de la rutina de tratamiento (nombre)

¨ Enmascarando la señal con sigprogmask.
¨ Ignorando la señal

¤ Trtamiento con SIG_IGN

¨ Si no está preparado à acción por defecto (SIG_DFL)

n El proceso, en general, muere.
n Hay algunas señales que se ignoran o tienen otro efecto.

¨ Para enviar una señal a un proceso:

¤ int kill(pid_t pid, int sig);

¨ El servicio pause() para el proceso hasta que recibe una señal

Sistemas Operativos – Hilos y procesos

Señales. Envío y espera

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¨ Para enviar una señal a un proceso:

int kill(pid_t pid, int sig);
¤ CTRL-C -> SIGINT
¤ CTRL-Z -> SIGSTOP

¨ Un proceso se puede enviar una señal a sí mismo

#include <signal.h>
int raise(int sig);

¨ El servicio pause() bloquea el proceso hasta que

recibe una señal cualquiera

Sistemas Operativos – Hilos y procesos

Lista de señales

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¨ El sistema operativo cuenta con un conjunto definido

de señales
¤ Archivo en “include”: signal.h

¨ Señales importantes:

¤ SIGILL instrucción ilegal
¤ SIGALRM vence el temporizador
¤ SIGKILL mata al proceso
¤ SIGSGEV violación segmento memoria
¤ SIGUSR1 y SIGUSR2 reservadas para el uso del

programador.

Sistemas Operativos – Hilos y procesos

Señales predefinidas

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Sistemas Operativos – Hilos y procesos

Servicios POSIX para la gestión de
señales
¨ int kill(pid_t pid, int sig)

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¤ Envía al proceso "pid" la señal "sig“.
¤ Casos especiales:

n pid=0 à Señal a todos los procesos con gid igual al gid

del proceso.

n pid < -1 à Señal a todos los proceso con gid igual al

valor absolute de pid.

¨ int sigaction(int sig,

struct sigaction *act,
struct sigaction *oact)

¤ Permite especificar la acción a realizar como

tratamiento de la señal "sig”

¤ La configuración anterior se puede guardar en “oact”.

Sistemas Operativos – Hilos y procesos

La estructura sigaction

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struct sigaction {

void (*sa_handler)(); /* Manejador */
sigset_t sa_mask; /* Señales bloqueadas */
int sa_flags; /* Opciones */

};

¨ Manejador:

¤ SIG_DFL: Acción por defecto (normalmente termina el proceso).
¤ SIG_IGN: Ignora la señal.
¤ Dirección de una función de tratamiento.

¨ Máscara de señales a bloquear durante el manejador.
¨ Opciones normalmente a cero.

Sistemas Operativos – Hilos y procesos

Conjuntos de señales

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¨ int sigemptyset(sigset_t * set);

¤ Crea un conjunto vacío de señales.

¨ int sigfillset(sigset_t * set);

¤ Crea un conjunto lleno con todas la señales posibles.

¨ int sigaddset(sigset_t * set, int signo);

¤ Añade una señal a un conjunto de señales.

¨ int sigdelset(sigset_t * set, int signo);

¤ Borra una señal de un conjunto de señales.
¨ int sigismember(sigset_t * set, int signo);

¤ Comprueba si una señal pertenece a un conjunto.

Sistemas Operativos – Hilos y procesos

Ejemplo

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¨ Ignorar la señal SIGINT

¤ Se produce cuando se pulsa la combinación de teclas

Ctrl+C

struct sigaction act;
act.sa_handler = SIG_IGN;
act.flags = 0;
sigemptyset(&act.sa_mask);
Sigaction(SIGINT, &act, NULL);

Sistemas Operativos – Hilos y procesos

Servicios POSIX para la gestión de
señales
¨ int pause(void)

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¤Bloquea al proceso hasta la recepción de una

señal.

¤No se puede especificar un plazo para

desbloqueo.

¤No permite indicar el tipo de señal que se espera.
¤No desbloquea el proceso ante señales ignoradas.

¨ int sleep(unsigned int sec)

¤Suspende un proceso hasta que vence un plazo o

se recibe una señal.

Sistemas Operativos – Hilos y procesos

Ejemplo: capturar SIGSEV

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/*Programa que provoca que se eleve la seneal SIGSEGV
escribiendo en la posicion 0 de memoria la captura. */
#include …
#include <signal.h>
void capturar_senyal(int senyal){

printf(“Error por ocupacion indebida de memoria\n");
signal(SIGSEGV,SIG_DFL);}

main(void){

int *p;
signal(SIGSEGV,capturar_senyal);
printf ("Ya he colocado el manejador\n");
p=0;
printf ("Voy a poner un 5 en la variable\n");
*p=5; }

Sistemas Operativos – Hilos y procesos

Contenido

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¨ Señales.
¨ Temporizadores.
¨ Excepciones.
¨ Entorno de un proceso

Sistemas Operativos – Hilos y procesos

Temporizadores

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¨ El sistema operativo mantiene un temporizador por

proceso (caso UNIX).
¤ Se mantiene en el BCP del proceso un contador del
tiempo que falta para que venza el temporizador.
¤ La rutina del sistema operativo actualiza todos los

temporizadores.

¤ Si un temporizador llega a cero se ejecuta la función

de tratamiento.

¨ En UNIX el sistema operativo envía una señal

SIGALRM al proceso cuando vence su temporizador.

Sistemas Operativos – Hilos y procesos

Servicios POSIX para temporización

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¨ int alarm(unsigned int sec)

¤Establece un temporizador.
¤Si el parámetro es cero, desactiva el temporizador.

Sistemas Operativos – Hilos y procesos

Ejemplo: Imprimir un mensaje cada 10
segundos

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#include <signal.h>
#include <stdio.h>
void tratar_alarma(void) {

printf("Activada \n");

}

int main() {

struct sigaction act;

/* establece el manejador para SIGALRM */
act.sa_handler = tratar_alarma;
act.sa_flags = 0; /* ninguna acción especifica */
sigaction(SIGALRM, &act, NULL);

act.sa_handler = SIG_IGN;
sigaction(SIGINT, &act, NULL);
for(;;){ /* recibe SIGALRM cada 10 segundos */

/* ignora SIGINT */

alarm(10);
pause();

}

}

Sistemas Operativos – Hilos y procesos

Finalización temporizada

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#include <sys/types.h>
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
pid_t pid;
void tratar_alarma(void) {
}
main(int argc, char **argv) {

kill(pid, SIGKILL);

int status;
char **argumentos;
struct sigaction act;
argumentos = &argv[1];
pid = fork();

}

switch(pid) {

perror ("fork");

case -1: /* error del fork() */
exit(-1);
case 0: /* proceso hijo */

default: /* padre */

execvp(argumentos[0], argumentos);
perror("exec");
exit(-1);
/* establece el manejador */
act.sa_handler = tratar_alarma;
act.sa_flags = 0;
sigaction(SIGALRM, &act, NULL);
alarm(5);
wait(&status);

}
exit(0);

Sistemas Operativos – Hilos y procesos

Contenido

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¨ Señales.
¨ Temporizadores.
¨ Excepciones
¨ Entorno de un proceso.

Sistemas Operativos – Hilos y procesos

Excepciones

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¨ El hardware detecta conditiones especiales:

¤ Fallo de página, escritura a página de solo lectura,

desbordamientos de pila, violación de segmento, syscall,
…

¨ Transfiere control al SO para su tratamiento, que:

¤ Salva contexto proceso
¤ Ejecuta rutina si es necesario
¤ Envía una señal al proceso indicando la excepción

¨ Las excepciones son una optimización de

rendimiento:
¤ Evitan mucho código extra de comprobación en

programas

Sistemas Operativos – Hilos y procesos

Exceptions

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¨ Many languages (Java, C++, ..) use a mechanism

know as Exceptions to handle errors at runtime
¤ Try {} Catch (exception) {}

¨ In Java, for example, Exception is a class with many

descendants.
¤ ArrayIndexOutOfBoundsException
¤ NullPointerException
¤ FileNotFoundException
¤ ArithmeticException
¤ IllegalArgumentException

Contenido

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¨ Señales.
¨ Temporizadores.
¨ Excepciones.
¨ Entorno de un proceso.

Sistemas Operativos – Hilos y procesos

Concepto

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¨ El entorno de un proceso se hereda del padre los siguientes

datos:
¤ Vector de argumentos con el que se ejecutó el comando del

programa

¤ Vector de entorno, una lista de variables <nombre, valor> que

el padre pasa al hijo

¨ El paso de variable de entorno entre padre e hijo

¤ Es una forma flexible de comunicar ambos procesos y determinar

aspectos de la ejecución del hijo en modo usuario

¨ El mecanismo de las variables de entorno permite

particularizar aspectos a nive de cada proceso particular
¤ En lugar de tener una configuración común para todo el sistema

Sistemas Operativos – Hilos y procesos

Entorno de un proceso

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¨ Variables de entorno:

¤ Mecanismo de paso de información a un proceso.

¨ ¿Se puede ver? Comando: “env”
¨ Ejemplo:

PATH=/usr/bin:/home/pepe/bin
TERM=vt100
HOME=/home/pepe
PWD=/home/pepe/libros/primero
TIMEZONE=MET

Sistemas Operativos – Hilos y procesos

Entorno de un proceso

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¨ El entorno de un proceso se coloca en la pila del

proceso al iniciarlo.

¨ Acceso:

¤ El sistema operativo coloca algunos valores por defecto

(p. ej. PATH).

¤ Acceso mediante mandatos (set, export).
¤ Acceso mediante API de SO (putenv, geten