Llamadas Al Sistema En Open Solar Is

OPENSOLARIS: LLAMADAS AL SISTEMA Cueva Alvarez, Karen

Puerta Ramirez, Gallen

Pelaez Sangay, Michel

Vargas Guanilo, Javier

Espinoza Sánchez, David INTRODUCCION Podemos definir las llamadas al sistema o syscalls como una interfaz entre el área de usuario y la de kernel, si un proceso necesita realizar una tarea que implique acceder a la área de kernel, posiblemente por que no tenga privilegios para hacerlo el directamente, debe hacerlo a través de una llamada al sistema. Ejemplos típicos seria acceder a un dispositivo de i/o, crear un proceso hijo, esperar a que se cumpla una condición, etc. El listado completo de llamadas al sistema que existen lo encontramos en el fichero /usr/include/sys/syscall.h. La información acerca de qué llamadas a sistema se están ejecutando nos puede dar pistas de la actividad de los distintos procesos en nuestro equipo. Lógicamente procesar una llamada tiene un coste a nivel de recursos, sin embargo dependiendo de la tarea que deba realizar su coste es distinto. Un porcentaje elevado de tiempo de sistema puede significar que nuestros procesos están requiriendo llamadas a sistema muy costosas. 1. FUNDAMENTOS Los programas son un conjunto de instrucciones organizadas con un objetivo. Un proceso es conceptualmente un programa en ejecución. En los sistemas operativos multitarea como OpenSolaris, puede haber varios procesos ejecutándose concurrentemente. Cada proceso puede requerir el uso de recursos de hardware, como periféricos, o espacio de memoria principal, u otros recursos.

Dado que el hardware es compartido por múltiples procesos, el acceso a los recursos debe ser administrado para garantizar su correcto uso y evitar problemas de seguridad (si procesos malintencionados desean acceder a recursos asignados a otros procesos). Por estas razones, en los sistemas duales, el acceso al ambiente físico es manejado exclusivamente por el Sistema Operativo. La única forma de acceder al hardware es a través de las llamadas al sistema, que están perfectamente definidas. Esto no ocurre en los Sistemas Operativos no duales, como el MS-DOS, donde cualquier proceso podía acceder a todos los niveles del hardware. Los procesadores actuales pueden ejecutar las instrucciones en diferentes estados. En los sistemas duales, normalmente son llamados modo supervisor y modo usuario. Los procesadores proveen diferentes niveles de privilegio de forma tal que los sistemas operativos pueden restringir las operaciones que ejecutan los programas tanto por razones de seguridad como de estabilidad. Estas operaciones incluyen el acceso a periféricos, habilitar o deshabilitar interrupciones, cambiar el estado del procesador, y acceder a la memoria, entre otras. 2. MECANISMO Las llamadas al sistema comúnmente usan una instrucción especial de la CPU que causa que el procesador transfiera el control a un código privilegiado, previamente especificado por el mismo código. Esto permite al código privilegiado especificar donde va a ser conectado así como el estado del procesador. Cuando una llamada al sistema es invocada, la ejecución del programa que invoca es interrumpida y sus datos son guardados, normalmente en su PCB(Printed Circuit

Board), para poder continuar ejecutándose luego. El procesador entonces comienza a ejecutar las instrucciones de código de alto nivel de privilegio, para realizar la tarea requerida. Cuando esta finaliza, se retorna al proceso original, y continúa su ejecución. El retorno al proceso demandante no obligatoriamente es inmediato, depende del tiempo de ejecución de la llamada al sistema y del algoritmo de planificación de CPU. 3. LAS LIBRERIAS INTERMEDIARIO

COMO

UN

OpenSolaris provee librerías que relacionan los programas de usuario y el resto del sistema operativo. Estas librerías manejan 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, e incrementa su portabilidad. 4. AGREGANDO UNA LLAMADA AL SISTEMA EN OPENSOLARIS Veremos un ejemplo de cómo agregar una llamada al sistema en OpenSolaris.

normalmente es 256 (NSYSCALL). Este número teóricamente puede ampliarse. Se cree que el límite más difícil de ampliar es el tamaño de sysset_t, cuyos 16 enteros deben ser capaces de representar una bitmask completa de todas las llamadas al sistema. Esto pone nuestro límite real en 16*32 o 512 llamadas al sistema, pero para los propósitos de este ejemplo, eligiremos un número de llamada al sistema igual a 56 el cual normalmente no es usado. Llamaremos a nuestra syscall “schrock”. Entonces agregamos la siguiente línea a syscall.h: #define SYS_uadmin #define SYS_schrock #define SYS_utssys

55 56 57

See usr/src/uts/common/sys/syscall.h

4.3. Escribiendo el Syscall Handler Ahora tenemos que agregar la función que será llamada cuando invoquemos a la llamada al sistema. Lo que realmente deberíamos hacer es agregar un nuevo archivo schrock.c a usr/src/uts/common/syscall.c, sin embargo solo usaremos el código de getpid.c. #include <sys/cmn_err.h>

4.1. Estableciendo los Parámetros del Kernel Asumiremos que se trata de una simple llamada al sistema que reside en el código genérico del kernel, y que pondremos el código en un archivo ya existente. El objetivo es imprimir un mensaje arbitrario cuando se realice la llamada al sistema. 4.2. Escogiendo el Número de Syscall Antes de escribir algún código, primero tenemos que elegir un número que identifique a nuestra llamada al sistema. La fuente principal de documentación aquí es syscall.h, el cual especifica todos los números de llamadas al sistema disponibles y además aquellos que están reservados. El número máximo de llamadas al sistema

int schrock(void *arg) { char buf[1024]; size_t len; if (copyinstr(arg, buf, sizeof (buf), &len) != 0) return (set_errno(EFAULT)); cmn_err(CE_WARN, "%s", buf); return (0); }

CONCLUSIONES  Vimos los conceptos básicos de lo que son las llamadas al sistema.  En OpenSolaris sólo podemos acceder al hardware a través de las llamadas al sistema.  Vimos como es el mecanismo para la ejecución de las llamadas al sistema.  Vimos la importancia de las librerías, las cuales relacionan los programas de usuario con el resto del sistema operativo.  Por ultimo vimos un ejemplo básico de como es que se agrega una llamada al sistema en OpenSolaris. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS  OpenSolaris 2008.5. Iván Nieto Castillero.  Introducción a OpenSolaris. Ricardo Laziano M.  http://sun.com/solaris  http://opensolaris.org