Un dispositivo periférico puede generar una señal eléctrica llamada interrupción que modifica ciertas banderas que se encuentran en el CPU. La detección de una interrupción es parte del ciclo de instrucción. En cada ciclo de instrucción, el CPU chequea las banderas hardware para ver si algún dispositivo necesita atención.
Las interrupciones generadas por los dispositivos periféricos son generalmente asíncronas con respecto al programa que se está ejecutando. Un evento es asíncrono a una entidad si el momento cuando ocurre no está determinado por la entidad. Las interrupciones no siempre ocurren en el mismo punto dentro de la ejecución de un programa. En contraste, un evento de error como la división por cero es síncrono en el sentido de que siempre ocurre durante la ejecución de una instrucción particular si el mismo dato es presentado a la instrucción.
Los Sistemas de Operación usan interrupciones para implementar el tiempo compartido. Tienen un dispositivo llamado timer que genera una interrupción después de un intervalo específico de tiempo. El Sistema de Operación inicializa el timer antes de actualizar el Program Counterpareejecutar un programa de un usuario. Cuando el timer expira, genera una interrupción causando que el CPU ejecute la rutina de servicio de la interrupción timer.
Una señal o signal es la notificación por software de que un evento ocurrió. Por lo general es la respuesta del Sistema de Operación. Por ejemplo, ctrl-C genera una interrupción para el manejador de dispositivo que maneja el teclado. El manejador notifica al proceso apropiado mandando un signal. El Sistema de Operación también puede enviar signals a un proceso para notificar la finalización de una E/S o de un error.
Pasos durante una interrupción
- El CPU suspende lo que estaba realizando. El hardware transfiere el control al sistema de operación.
- Deshabilita las interrupciones. Mientras se atiende una interrupción no se puede atender otra que llegue. Algunas arquitecturas con manejo de interrupciones sofisticadas permiten, mediante un esquema de prioridades, interrumpir un servicio de interrupción para atender otra de mayor prioridad. Aquellas interrupciones de menor o igual prioridad son deshabilitadas.
- El kernel del sistema de operación salva el estado actual del proceso interrumpido
- Transfiere su ejecución a una dirección fija. Esta dirección por lo general contiene la dirección de comienzo donde la rutina de servicio de la interrupción se encuentra.
- Se ejecuta la rutina de interrupción
- Se restaura el estado anterior
- Se habilitan las interrupciones.
- La arquitectura de interrupciones debe también almacenar la dirección de la instrucción interrumpida.
Son aquellas programadas por el usuario, es decir, el usuario decide cuando y donde ejecutarlas, generalmente son usadas para realizar entrada y salida.
Interrupciones por hardware
Interrupciones por hardware
Son aquellas que son provocadas por dispositivos externos al procesador su característica principal es que no son programadas, esto es, pueden ocurrir en cualquier momento en el programa. Existen dos clases de interrupciones de este tipo
Interrupciones por hardware enmascarables
Aquellas en las que el usuario decide si quiere o no ser interrumpido.
Aquellas en las que el usuario decide si quiere o no ser interrumpido.
Interrupciones por hardware no enmascarables (NMI)
Aquellas que siempre interrumpen al programa.
Aquellas que siempre interrumpen al programa.
LLAMADAS AL SISTEMA
Las llamadas son peticiones a ejecución de rutinas y proporcionan la interfaz entre el sistema operativo y un programa en ejecución. Estas llamadas son instrucciones de lenguaje ensamblador y se presentan en los manuales que emplean los programadores de este lenguaje. Algunos sistemas permiten efectuar llamadas al sistema directamente desde un programa realizado en el lenguaje de mayor nivel, normalmente estas llamadas se asemejan a una función o sub-rutinas predefinidas, que generan una llamada a una ruta en especial de tiempo de ejecución, que realice efectivamente la llamada al sistema, o bien pueden generarla directamente en la línea. Por ejemplo: En el procesador INTEL es INT y en UNIX son rutinas en C.
Las llamadas al sistema para ejecución y el control de programas, usualmente incluyen un conjunto completo de los servicios accesibles por la vía del lenguajes de órdenes, tales como: RUN, EXECUTE, ABORT y planificación relacionada con el tiempo, además los usuarios con las llamadas del sistema pueden suspender, establecer o cambiar atributos del tiempo de ejecución de uno ó más programas. También se proporcionan algunas facilidades muy extendidas en sistemas de tiempo real, para comunicación entre programas y sincronización.
Las llamadas del sistema para el gestor de recursos, proporcionan servicios para la asignación, reserva y reclamación de los recursos del sistema. Por ejemplo, existen llamadas del sistema para extender o reducir la cantidad de memoria poseída por el programa que se llama. Las llamadas del sistema pueden asignar o reservar otros tipos de objetos del sistema y después destruir o devolver su custodia al sistema operativo.
El siguiente diagrama ilustra la relación entre la Shell y el Kernel. Recordemos que el Shell es lo que el sistema operativo nos muestra, la portada, el intérprete de comandos, etc. El Kernel es el núcleo del sistema operativo.
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