Cambio de contexto (i)

1
Cambio de contexto (i)

• Cuando hacemos un cambio de contexto, debemos
• Salvar el contexto previo.
• Restaurar el contexto nuevo.
• P. ej. switch_context(P1,P2) podría ser una
  rutina en lo más profundo del SO que salva el
  contexto de P1 en su PCB, y restaura el nuevo
  contexto del PCB de P2.
• En qué se diferencia ésta función de una llamada
  a procedimiento normal? ...

2
Cambio de contexto (ii)
call return
P1
P2
M. Usuario M. Kernel
3º
1º
switch_context(P2,P1)
switch_context(P1,P2)
(a)
2º
4º
switch_context()
en detalle, a continuación
3
Ilustración del cambio de contexto supuestos

• Suponemos dos procesos
• P1 esta ejecutando la instrucción n que es una
  llamada al sistema.
• P2 se ejecutó anteriormente y ahora esta en el
  estado preparado esperando su turno.
• Convenio
• Código del SO
• Estructura de datos
• Flujo de control
• Salvar estructuras de datos
• Instrucción i-ésima a ejecutar

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1º - P1 ejecuta n
Máquina en modo usuario
Memoria
CPU
n
Proceso 1
int c
PC
n1
Proceso 2
SP
i
Llamada 2
Llamada 1
c
j
Otros registros
. . .
switch_context(P1,P2)
j
k
t,v,x,y
l,n,o,p
Contexto kernel Contexto usuario Resto información
PCB2
PCB1
5
2º - Salva contexto usuario y ejecuta fon kernel
Máquina en modo kernel
Memoria
CPU
n
Proceso 1
PC
n1
Proceso 2
SP
i
Llamada 2
Llamada 1
c
j
Otros registros
. . .
switch_context(P1,P2)
Salva contexto Usuario y ejecuta código kernel
j
k
t,v,x,y
l,n,o,p
Contexto kernel Contexto usuario Resto información
PCB2
PCB1
6
3º - Parar proceso, invoca a cambio_contexto
Máquina en modo kernel
Memoria
CPU
n
Proceso 1
PC
ci1
Proceso 2
SP
m
Llamada 2
Llamada 1
c
r
ci
Otros registros
. . .
switch_context(P1,P2)
Invoca a switch_ context
j
s
t,v,x,y
n1,i,j,k
l,n,o,p
Contexto kernel Contexto usuario Resto información
PCB2
PCB1
7
4º - Cambio_contexto() salva contexto kernel
Máquina en modo kernel
Memoria
CPU
n
Proceso 1
PC
ci1
Proceso 2
SP
m
Llamada 2
Llamada 1
c
r
ci
Otros registros
. . .
switch_context(P1,P2)
s_c salva contexto kernel
j
s
t,v,x,y
n1,i,j,k
l,n,o,p
Contexto kernel Contexto usuario Resto información
PCB2
PCB1
8
Cómo estamos?

• Llegados a este punto P1 esta detenido,
  congelado y nos disponemos a reanudar,
  descongelar, a P2 (que previamente habíamos
  parado en algún instante anterior).
• Es decir, estamos en el punto marcado como (a) en
  la transparencia 18.

9
5º - Repone contexto kernel de P2
Máquina en modo kernel
Memoria
CPU
n
Proceso 1
PC
t
Proceso 2
SP
v
Llamada 2
Llamada 1
c
t
x
Otros registros
. . .
switch_context(P1,P2)
j
y
ci,m,r,s
t,v,x,y
l,n,o,p
n1,i,j,k
Contexto kernel Contexto usuario Resto información
PCB2
PCB1
10
6º - El kernel termina la fon que inicio de P2
Máquina en modo kernel
Memoria
CPU
n
Proceso 1
PC
t
Proceso 2
SP
v
Llamada 2
Llamada 1
c
t
x
Otros registros
. . .
switch_context(P1,P2)
j
y
ci,m,r,s
l,n,o,p
n1,i,j,k
Contexto kernel Contexto usuario Resto información
PCB2
PCB1
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7º - Finalizada fon, retorna a modo usuario
Máquina en modo kernel
Memoria
El kernel repone el contexto de usuario
CPU
n
Proceso 1
PC
l
Proceso 2
SP
n
Llamada 2
Llamada 1
c
t
o
Otros registros
. . .
switch_context(P1,P2)
j
p
ci,m,r,s
l,n,o,p
n1,i,j,k
Contexto kernel Contexto usuario Resto información
PCB2
PCB1
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8º - reanudamos ejecución de P2
Máquina en modo usuario
CPU
Proceso 1
l
PC
l
Proceso 2
SP
n
Llamada 2
Llamada 1
c
t
o
Otros registros
. . .
switch_context(P1,P2)
j
p
ci,m,r,s
n1,i,j,k
Contexto kernel Contexto usuario Resto información
PCB2
PCB1
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Observaciones

• Cuando conmutamos al proceso P2, este tiene la
  estructura de PCB que aparece el el dibujo
  adjunto. Es decir, hemos supuesto que se ha
  ejecutado con anterioridad.
• Qué pasa si acabo de lanzar P2?

Contexto modo kernel
Contexto modo usuario
Información general del PCB
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Respuesta

• La llamada al sistema CrearProceso() esta
  diseñada para crear un proceso cuyo PCB tiene la
  estructura anterior.
• Qué valores tiene el contexto de este PCB?
• El SO ajusta los valores del contexto de usuario
  para que el proceso recién creado se ejecute
  desde su primera instrucción.
• Se crea un contexto kernel para que parezca que
  el proceso retorna de una llamada al sistema.
• Nueva pregunta por qué hacer esto así? ...
  Respuesta en Problema 4 de Temas 1 y 2.

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Mecánica del cambio de contexto

• El cambio de contexto es muy dependiente de la
  máquina salvar registros generales y de punto
  flotante, estado del coprocesador, ...
• El coste del cambio de contexto proviene
• Coste directo de salvar registros de propósito
  general y los especiales.
• Coste indirecto de limpieza de cachés (los datos
  de las cachés del proceso actual son inválidos
  para el entrante).