Comunicación y sincronización

3.2.1.  Descripción


Como hemos visto, un SO define una nueva máquina con una semántica más
elaborada que la de la máquina física sobre la que se ejecuta. A pesar de este
aumento del nivel semántico, el SO conserva muchas de las funciones y los

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GNUFDL • PID_00214803                                                                                  35                                                                                         Comunicación y sincronización

mecanismos de los que dispone el hardware. Uno de estos mecanismos que
reproduce es el de las interrupciones. Los procesos pueden necesitar ser infor-
mados de acontecimientos que suceden de manera imprevista o asíncrona en
cualquier instante de la ejecución de un programa con el fin de poder tratarlos
y poder continuar la ejecución de éste.


Por ejemplo, un proceso puede necesitar saber si se ha producido un error en
el acceso a la memoria con el fin de pedir que se aumente el área asignada a
una cierta variable. O puede necesitar saber si un cierto terminal sobre el que
trabaja ha sido apagado para acabar la aplicación correctamente, etc.


Las señales￿de￿software son la herramienta que proporciona el sistema ope-
rativo para trasladar el mecanismo de las interrupciones al ámbito del proce-
so. Igual que el mecanismo de hardware de las interrupciones, las señales dan
soporte a un amplio conjunto de situaciones diferentes que los procesos han
de conocer y atender con una cierta urgencia.


La procedencia￿de￿las￿señales￿de￿software nos permite clasificarlas de la ma-
nera siguiente:


1) Los dispositivos￿de￿entrada/salida, que necesitan informar del proceso de
situaciones que pueden dar lugar a un error si el proceso no tiene conocimien-
to de ellas. Son situaciones como, por ejemplo, la desconexión de un terminal,
la pulsación de una tecla de control por parte del usuario, etc.

2) Las excepciones, que son provocadas por el proceso de manera involuntaria                            (15)Son instrucciones de lenguaje
durante la ejecución de una instrucción de lenguaje máquina o a causa de la                             máquina anómalas la división entre
                                                                                                        cero, la raíz cuadrada de un núme-
saturación de un elemento de hardware (overflow), de un acceso a la memoria                             ro negativo, etc.

inválido o de una instrucción anómala15.


3) Las llamadas￿explícitas￿al￿sistema, que se pueden efectuar para enviar
señales a un proceso determinado. Para poder hacerlo, el proceso que envía
la señal ha de tener permiso. En general, sólo se permite enviar señales entre
procesos del mismo dominio de protección (el administrador puede enviar
señales a quien quiera). Se trata de señales como la orden para eliminar un
proceso o señales para sincronizar la ejecución de procesos que lo necesiten.
Por ejemplo, un proceso que tiene como función inicializar una estructura
de datos determinada podría utilizar una señal para informar de los procesos
usuarios de esta estructura que ya ha sido inicializada.


4) El reloj￿del￿sistema, que es utilizado por los procesos cuando necesitan
llevar a cabo ciertas acciones a intervalos concretos de tiempo. Por ejemplo, un
proceso que esté esperando una cierta entrada desde un módem puede pedir
ser avisado dentro de un cierto lapso de tiempo (timeout) con el fin de detectar
si la línea se ha cortado o no.

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GNUFDL • PID_00214803                                                                                  36                                                                                         Comunicación y sincronización

5) Finalmente, un proceso puede recibir una señal como el efecto￿lateral￿de
una￿llamada￿al￿sistema. Por ejemplo, un proceso padre puede recibir una
señal que le indica que uno de sus procesos hijo ha sido destruido.


El tratamiento que da un proceso a una señal que le llega puede ser de uno
de los tres tipos siguientes:


1)￿Un￿tratamiento￿definido￿por￿el￿mismo￿usuario. El proceso indica me-
diante una llamada al SO qué procedimiento se debe ejecutar cuando llegue
una cierta señal.


2)￿No￿dar￿ningún￿tratamiento￿(ignorar￿el￿acontecimiento). El proceso pue-
de decidir no hacer caso de la señal y, por lo tanto, cuando llegue ésta conti-
nuará su ejecución normalmente como si no hubiera pasado nada.


3)￿Un￿tratamiento￿dado￿por￿el￿SO. Algunas circunstancias que provocan se-
ñales son debidas o pueden llevar a un mal funcionamiento del proceso si
no se utilizan las medidas necesarias. En estos casos, si el proceso no ha de-
finido un tratamiento, el sistema debe proporcionar uno. Normalmente este
tratamiento por defecto lleva asociada la destrucción del proceso al que iba
destinada la señal. Por ejemplo, si un proceso efectúa un acceso incorrecto a la
memoria y el proceso no lo soluciona, el SO se ve en la obligación de destruir
el proceso e informar de ello a su proceso padre.


Así pues, un proceso será destruido por el SO si recibe una señal no esperada a
causa de un error en su ejecución, a causa de un acontecimiento imprevisto en
uno de los dispositivos a los que accede o por la actuación deliberada de otro
proceso. En este caso, el SO es el encargado de enviar el estado de finalización
al proceso padre con el fin de indicarle el motivo de la destrucción.


Finalmente, hemos de destacar que la programación de las señales es una in-
formación propia de cada proceso que configura el entorno que se va a eje-
cutar y, como tal, debe formar parte del PCB y se debe tener en cuenta en el
momento de la creación de un nuevo proceso.