А. Робачевский - Операционная система UNIX

Андрей РобачевскийОперационная системаРекомендовано Министерством общего и профессиональногообразования Российской Федерации в качестве учебногопособия для студентов высших учебных заведенийДюссельдорфКиевМосква Санкт%Петербургwww.books-shop.comУДККнигасемейству операционных системи содержит информацию о прин!ципах организации, идеологии и архитектуре, объединяющих различные версии этой опе!рационной системы.В книге рассматриваются: архитектура ядра UNIX (подсистемы ввода/вывода, управленияпамятью и процессами, а также файловая подсистема), программный интерфейс UNIX(системные вызовы и основные библиотечные функции), пользовательская(команд!ный интерпретаторкоманды и утилиты) и сетевая поддержка в U N I X (про!токолов семейства TCP/IP, архитектура сетевой подсистемы, программные интерфейсысокетов и TLI).ДлякругаГруппа подготовки издания:ГлавныйЗав.

редакциейРедакторКорректорКомпьютерная версткаДизайн обложкиЗав. производствомЕкатеринаНатальяТатьянаЗинаида ДмитриеваВладислава СорокинаНиколай ТверскихРукопись книги подготовлена в Республиканском научном центре компьютерных теле%коммуникационных сетей высшей школы.Рецензенты:Зав. кафедройтехника" Санкт!Петербургского государственногоэлектротехнического университетапрофессор Д. В. ПузанковЗав."Информационные и управляющие системы" Санкт!Петербургскогогосударственного Технического университетапрофессор И. Г.Робачевский А. М.Операционная система UNIX®. % СПб.:2002. % 528ил.ISBN 5!8206!0030!4UNIX являетсязнаком консорциума The Open GroupМ. Робачевский, 1997К. Щукин, 1997© Оформление, издательство "БХВ%Петербург",Лицензия ИД № 02429 от 24.07.00.

Подписано в печатьФорматПечать офсетная. Усл. печ. л. 42,8.Доп. тираж 5000 экз. Заказ 1383"БХВ%Петербург", 198005, Санкт%Петербург, Измайловский пр., 29.Гигиеническое заключение на продукцию, товар, №отг. выдано Департаментом ГСЭН Минздрава России.Отпечатано с готовых диапозитивовв Академической типографии "Наука" РАН.199034, Санкт%Петербург, 9 линия, 12.www.books-shop.comО КНИГЕ "ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА UNIX"НАЗНАЧЕНИЕ книгиНА КОГО РАССЧИТАНА ЭТА КНИГА?ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯВВЕДЕНИЕИСТОРИЯ СОЗДАНИЯИсследовательские версии UNIXГЕНЕАЛОГИЯ UNIXSystem UNIXSystem V Release 4 (SVR4)UNIX компании Berkeley Software DistributionВерсии UNIX, использующие микроядроСвободно распространяемая система UNIXОСНОВНЫЕ СТАНДАРТЫХ/ОрепSVIDANSIНЕКОТОРЫЕ ИЗВЕСТНЫЕ ВЕРСИИ UNIXAIXHP%UXIRIXDigital UNIXUNIXSolarisПРИЧИНЫ ПОПУЛЯРНОСТИ UNIXОБЩИЙ взгляд НА АРХИТЕКТУРУ UNIXЯдро системыФайловая подсистемаПодсистема управления процессамиПодсистемаГЛАВА 1.

РАБОТА В ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ UNIXФАЙЛЫ И ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМАТипы файловСтруктура файловой системы UNIXКорневой каталог11223.....3466778899101011111313131313141517192021252626www.books-shop.com/bin2727/etc27/lib272728или /home2828/var2828Владельцы файлов28Права доступа к файлу30Дополнительные атрибуты файла35ПРОЦЕССЫ38Программы и процессы38Типы процессов39Системные процессы39Демоны40Прикладные процессы40Атрибуты процесса41Идентификатор процесса Process ID41Идентификатор родительского процесса Parent Process ID41Приоритет процесса (Nice Number)41Терминальная линия (TTY)41Реальный (RID) и эффективный (EUID) идентификаторы пользователя .41Реальный (RGID) и эффективныйидентификаторы группы42Жизненный путь процесса42Сигналы44УСТРОЙСТВА47Файлы блочных устройств47Файлы символьных устройств47Мнемоника названийфайлов устройствв файловой системе UNIX49ПОЛЬЗОВАТЕЛИ СИСТЕМЫ50Атрибуты пользователя51Пароли54Стандартные пользователи и группы55ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКАЯ СРЕДА UNIX56Командный интерпретатор shell56Синтаксис языка Bourne shell59Общий синтаксис скрипта59Переменные60Встроенные переменные64Перенаправление66Команды, функции и программы68Подстановки, выполняемые командным интерпретатором71www.books-shop.comСОДЕРЖАНИЕЗапуск командУсловные выраженияКоманда testЦиклыСелекторыВводСистема управления заданиямиОсновные утилиты UNIXУтилиты для работы с файламиУтилиты для управления процессамиОб администрировании UNIXСитуация 1.

Нехватка дискового пространстваСитуация 2. Избыточная загрузка процессораСитуация 3. Регистрация новых пользователейСитуация 4. Авария загрузочного дискаСитуация 5. Слабая производительность сетиСитуация 6. "Глупые" вопросы пользователейСитуация 7. Установка новой версии операционной системыСитуация 8. Пользователям необходима электроннаятелефонная книгаЗАКЛЮЧЕНИЕГЛАВА 2.

СРЕДА ПРОГРАММИРОВАНИЯ UNIXПРОГРАММНЫЙ ИНТЕРФЕЙС UNIXСистемные вызовы и функции стандартных библиотекОбработка ошибокСОЗДАНИЕ ПРОГРАММЫИсходный текстЗаголовкиКомпиляцияФорматы исполняемых файловФормат ELFCOFFВЫПОЛНЕНИЕ ПРОГРАММЫ В ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ UNIXЗапускЗавершение С%программыРАБОТА с ФАЙЛАМИОсновные системные функции для работы с файламиФункция ореп(2)Функция creat(2)Функция close(2)Функцииdup2(2)Функция lseek(2)Функция read(2) и readv(2)Функции write(2) и writev(2)737475777879808282868889899090919191929293939395105122www.books-shop.comФункция pipe(2)Функция fcntl(2)Стандартная библиотекаСвязиФайлы, отображаемые в памятиВладение файламиПрава доступаПеремещение по файловой системеМетаданные файлаПРОЦЕССЫИдентификаторы процессаВыделение памятиСоздание и управление процессамиСигналыНадежные сигналыГруппы и сеансыТекущие и фоновые группы процессовОграниченияПРИМЕРЫ ПРОГРАММДемонКомандный интерпретаторЗАКЛЮЧЕНИЕГЛАВА 3.

ПОДСИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМСтруктуры данных процессаСостояния процессаПРИНЦИПЫ УПРАВЛЕНИЯ ПАМЯТЬЮВиртуальная и физическая памятьСегментыСтраничный механизмАдресное пространство процессаУПРАВЛЕНИЕ ПАМЯТЬЮ ПРОЦЕССАОбластиЗамещение страницПЛАНИРОВАНИЕ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЦЕССОВОбработка прерываний таймераОтложенные вызовыКонтекст процессаПринципы планирования процессовСОЗДАНИЕ ПРОЦЕССАЗАПУСК новой ПРОГРАММЫВЫПОЛНЕНИЕ в РЕЖИМЕ ЯДРАСОН И ПРОБУЖДЕНИЕ129130133137140142146150154173184186187191195197199202204207210216219221222226230233234www.books-shop.comЗАВЕРШЕНИЕ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЦЕССАСИГНАЛЫГруппы и сеансыУправление сигналамиОтправлениеДоставка и обработка сигналаВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕЖДУ ПРОЦЕССАМИКаналыFIFOИдентификаторы и имена в IPCСообщенияСемафорыРазделяемая памятьМежпроцессное взаимодействие в BSDПрограммный интерфейс сокетовПример использования сокетовСравнение различных систем межпроцессного взаимодействияЗАКЛЮЧЕНИЕГЛАВА 4.

ФАЙЛОВАЯ ПОДСИСТЕМАБАЗОВАЯ ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА SYSTEM VСуперблокИндексные дескрипторыИмена файловНедостатки и ограниченияФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА BSD UNIXКаталогиАРХИТЕКТУРА ВИРТУАЛЬНОЙ ФАЙЛОВОЙ СИСТЕМЫВиртуальные индексные дескрипторыМонтирование файловой системыТрансляция именДОСТУП К ФАЙЛОВОЙ СИСТЕМЕФайловые дескрипторыФайловая таблицаБлокирование доступа к файлуБУФЕРНЫЙ кэшВнутренняя структура буферного кэшаОперацииКэширование в SVR4ЦЕЛОСТНОСТЬ ФАЙЛОВОЙ СИСТЕМЫЗАКЛЮЧЕНИЕГЛАВА 5.

ПОДСИСТЕМАДРАЙВЕРЫ УСТРОЙСТВ235236236237237238240242243245248253258264265274277278279280281282285287288291292293296303304306307309313314317317321322323www.books-shop.comТипы драйверовБазовая архитектура драйверовФайловыйКлоныВстраивание драйверов в ядроБЛОЧНЫЕ УСТРОЙСТВАСИМВОЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВАИнтерфейс доступа низкого уровняБуферизацияАРХИТЕКТУРА ТЕРМИНАЛЬНОГО ДОСТУПАПсевдотерминалыПОДСИСТЕМА STREAMSАрхитектура STREAMSМодулиСообщенияТипы сообщенийПередача данныхУправление передачей данныхДрайверГоловной модульДоступ к потокуСоздание потокаУправление потокомМультиплексированиеЗАКЛЮЧЕНИЕ323325333335338340342343344346348350352356357361362364368369371372375377380ГЛАВА 6.

ПОДДЕРЖКА СЕТИ В ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ UNIXСЕМЕЙСТВО ПРОТОКОЛОВ TCP/IPКраткая история TCP/IPАрхитектура TCP/IPОбщая модель сетевого взаимодействия OSIПРОТОКОЛ IPАдресацияПРОТОКОЛЫ ТРАНСПОРТНОГО УРОВНЯUser Datagram Protocol (UDP)Transmisson Control Protocol (TCP)Состояния TCP%сеансаПередача данныхСтратегии реализации TCPСиндром "глупого окна"Медленный стартУстранение затораПовторная передачаПРОГРАММНЫЕ ИНТЕРФЕЙСЫПрограммный интерфейс сокетов382383384386391393398400402404406413414416417419420420www.books-shop.comПрограммный интерфейс TLIПрограммный интерфейс высокого уровня.Удаленный вызов процедурПередача параметровСвязывание (binding)Обработка особых ситуаций (exception)Семантика вызоваПредставление данныхСетьКак это работает?426Взаимодействие с прикладными процессамиИнтерфейс DLPIДоступ к среде передачиПротокол LLCИнкапсуляция IPВнутренняя архитектураПримитивы DLPIЗАКЛЮЧЕНИЕ440442443444444445445446447448448449452453458464466468469470472481487490492493493497501ПРИЛОЖЕНИЕ А.

ЭЛЕКТРОННЫЙ СПРАВОЧНИК503ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯОБ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ UNIX504client.cПОДДЕРЖКА СЕТИ В BSD UNIXСтруктуры данныхМаршрутизацияРеализация TCP/IPМодуль IPМодуль UDPМодуль TCPПОДДЕРЖКАUNIX SYSTEM VКНИГИИНФОРМАЦИЯ в INTERNETПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬȾɚɧɧɚɹɜɟɪɫɢɹɤɧɢɝɢɜɵɩɭɳɟɧɚɷɥɟɤɬɪɨɧɧɵɦɢɡɞɚɬɟɥɶɫɬɜɨɦ%RRNVVKRSɊɚɫɩɪɨɫɬɪɚɧɟɧɢɟɩɪɨɞɚɠɚɩɟɪɟɡɚɩɢɫɶɞɚɧɧɨɣɤɧɢɝɢɢɥɢɟɟɱɚɫɬɟɣɁȺɉɊȿɓȿɇɕɈɜɫɟɯɧɚɪɭɲɟɧɢɹɯɩɪɨɫɶɛɚɫɨɨɛɳɚɬɶɩɨɚɞɪɟɫɭpiracy@books-shop.com504505509Выражение признательностиРаботая надя много раз продумывал содержание этого приятного раз!дела, каждый раз добавляя в него новые и новые имена людей, без помощикоторых эта книга вряд ли увидела бы свет.В первую очередь это заслуга директора издательстваВадима Сергеева и моего коллеги, сотрудника Вузтелекомцентра и автора заме!чательного справочника "Желтые страницы Internet. Русские ресурсы" АлексеяИменно они убедили меня в том, что такая книга окажется полез!ной и вдохновили взяться за перо.Я благодарен руководителям Вузтелекомцентра Владимиру Васильеву и Сер!гею Хоружникову за помощь и внимание к работе над книгой.

Их поддержкаи терпимое отношение к выполнению моих основных обязанностей директорапо развитию Вузтелекомцентра позволили выполнить эту работу.Без помощи Кирилла Щукина книге грозила опасность увидеть свет без иллю!страций, что вряд ли сделало бы ее более ясной. Его терпение и профессиона!лизм позволили превратить туманные наброски в полноценные схемы, откоторых книга значительно выиграла.Я неоднократно обращался за советом к экспертам по UNIX и прежде всего кмоему коллеге Константину Федорову. Его ценные замечания и рекомендациипомогли мне довести книгу до ее настоящего вида.Я также хотел бы выразить признательность специалистам фирмы OLLY, и вособенности ее техническому директору Виталию Кузьмичеву, чьи советы иконсультации благотворно повлияли на содержание этой книги.Яхотел бы выразить глубокую признательность рецензентам этой кни!ги — зав.