Exceptions And System Calls

Contenido

Relacionado: partes principales de un sistema robotico.

• Modos de Operación de la CPU
• Unidad de Protección de Memoria (MPU)
• Excepciones
• Programación de Llamadas al Sistema
• Ejercicios

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Modos de Operación de la CPU

• Modos de operación:
  • Supervisor: permite ejecutar todas las instrucciones.
  • Usuario: restringido a instrucciones de usuario, sin acceso a instrucciones privilegiadas (STI, CLI, IN, OUT, etc.).
• Al iniciar, la CPU siempre está en modo supervisor.
• Cambio de modo:
  • SVC: cambia de usuario a supervisor, almacenando el estado en la pila de supervisor y ajustando la IP a un valor fijo (0x0006).
  • SRET: cambia de supervisor a usuario, restaurando el SP, IP y registro de estado.

Unidad de Protección de Memoria (MPU)

• La MPU bloquea el acceso a regiones de memoria, configurado con los registros MEMPTSTART y MEMPTEND.
• Registro MEMPTSTART:
  • Protección activada: 1 para habilitar, 0 para deshabilitar.
  • Modo de escritura: 1 para permitir escritura en modo usuario/supervisor.
  • Dirección de inicio calculada como START_ADDRESS * 16.
• Registro MEMPTEND define el final de la región de memoria protegida.

Excepciones

• Las excepciones ocurren al ejecutar una instrucción y se manejan solo en modo usuario.
• Tipos de excepciones:
  1. DIVIDE_BY_ZERO: divisor en una instrucción div es cero.
  2. INSTRUCTION_FETCH_ERROR: error al buscar la siguiente instrucción.
  3. MEMORY_ACCESS_ERROR: acceso a posición de memoria prohibida.
  4. UNKNOWN_OPCODE: código de operación desconocido.
  5. ILLEGAL_INSTRUCTION: instrucción privilegiada en modo usuario.
  6. STACK_ACCESS_ERROR: error de acceso a la pila.
• Frame de excepción:
  • Almacena información sobre la excepción: tipo, posición de memoria, SP y registro de estado al momento de la excepción.

Programación de Llamadas al Sistema

• En sistemas convencionales, las aplicaciones corren en modo usuario y el kernel en modo supervisor.
• Las aplicaciones solicitan servicios mediante instrucciones de sistema (como TRAP en simuladores).
• Rutina de manejo de llamadas al sistema:
  • Cada llamada puede manejar múltiples servicios con parámetros variables.
  • Los parámetros se pasan por registros, pila o ubicaciones de memoria fijas.
• Ejemplo: añadir una llamada al sistema print_pixel para colorear un píxel específico.
  • Parámetros:
    • A: número de llamada (2)
    • BH: coordenada X
    • BL: coordenada Y
    • CL: color

Ejercicios

1. Añadir la llamada al sistema print_pixel al programa de ejemplo.
2. Implementar el código del sistema y el envoltorio de usuario para print_pixel.