Э. Таненбаум - Архитектура компьютера (1127755), страница 134

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 134)

Следующие 2 функции соответственно создают и удаляют отображение файлов. Примеры операционных систем 531 Последняя функция нужна для того, чтобы отобразить файл, который в данный момент отображен другим процессом. Таким образом, два и более процессов мо- гут совместно использовать части своих адресных пространств.

Таблица 6.4. Основные функции АР! для управления виртуальной памятью в Ч(Г!пг)овгз ХР Функция АР! Описание Чина)пп!оса Сгеа(ея()еМарр!пр Мару(еиО(Р1(е Опгпару(еа01Р1!е Орепя))еМарр!по Эти функции АР1 являются основными. На них строится вся остальная система управления памятью.

Например, существуют функции АР1 для размещения и освобождения структур данных в одной или нескольких кучах. Кучи используются для хранения структур данных, которые динамически создаются и разрушаются. Кучи не занимаются уборкой мусора, поэтому пользовательское программное обеспечение само должно освобождать блоки виртуальной памяти, которые уже не нужны (уборкой мусора называют автоматическое удаление неиспользуемых структур данных). Куча в Ч(г(пг(отче ХР напоминает результат вызова функции аа)) ос в (Лч(!Х, но в Ж(пс(отуз ХР, в отличие от 1Лч)1Х, может быть несколько независимых куч. Примеры виртуального ввода-вывода Любая операционная система в первую очередь предназначена для обслуживания пользовательских программ, а основными услугами является ввод-вывод файлов.

И (Лч(1Х, и у)г(пг)оугз ХР предлагают широкий спектр услуг ввода-вывода. Для большинства системных вызовов (Лч(1Х в Ж1пг(очгз ХР имеется эквивалентный вызов, но обратное неверно, поскольку Жшс(отче ХР поддерживает гораздо больше вызовов и каждый из них гораздо сложнее соответствующего вызова 1))ч)1Х. Виртуальный ввод-вывод в О!(!Х Система 111ч1Х весьма популярна во многом благодаря своей простоте, которая, в свою очередь, является прямым результатом организации файловой системы.

Обычный файл представляет собой линейную последовательность 8-разрядных Ч)Пна)А!)ос Мг1иа1Ргее Ч1пца! Рго(ес( Ч)Пиа! Осе!у Ч(п цадосх Резервирование или выделение области Освобождение области или отмена выделения Изменение варианта защиты (чтение/запись/выполнение) Запрос о состоянии области памяти Запрещение разбиения памяти на страницы (область памяти становится резидентной) Снятие запрета относительно разбиения на страницы Создание объекта отображения файла и назначение (не всегда) ему имени Отображение файла или части файла на адресное пространство Удаление отображенного файла из а)ззесного пространства Открытие ранее созданного обьекта отображения файла 532 Глава 6.

Уровень операционной системы Таблица 6.6. Основные системные вызовы 0(ч)Х Системный вызов Описвние сгев1(пвгпе, нюсе) нпапк(пвгпе) преп(пагпе, глебе) Создание файла; параметр гпоое определяет режим защиты Удаление файла (предполагвется, что связь у него единственная) Открытие или создание файла и возвращение дескриптора файла Закрытие файла Считывание из файла байтов в Ьннег в количестве сонп1 Запись в файл байтов из Ьн1(ег в количестве сонп1 с)ове(1С) гевб((б, Ьннег, соня() ччп1е(1О, Ьцнег, соцп1) )аеей(1О, онве1, вг) Маг(пегие, Ьннег) спгпоб(пвгпе, глебе) 1спб(1О, спчс, ...) Перемещения файлового указателя нв значения, заданные параметрами онае1 и чг Возвращение информации о Файле Изменение режима защиты файла Выполнение различных управляющих операций (нвпример, блокирование файла или его части) ' Лдя многих слова о 8-разрядных байтах могут показаться странными, однако раньше байт действительно мог бмть н бч н зч я 8-разрадным.

Теперь же мы по привычке считаем, что в байте ровно 8 бнт. — Примеч. научи. рад. байтов' от 0 до 2з' — 1 максимум. Сама операционная система не сообщает структуру записей в файлах, хотя многие пользовательские программы рассматривают текстовые файлы в коде АЯСП как последовательности строк, каждая из которых завершается символом перевода строки.

С каждым открытым файлом связан указатель на следующий байт, который нужно считать или записать. Системные вызовы геаб и иг1ге считывают и записывают данные, начиная с позиции, которую определяет указатель. После операции оба вызова перемещают указатель в другую позицию, передвигая его ровно на то количество байтов, которое было считано или записано. Возможен и произвольный доступ к файлам, когда файловый указатель устанавливается на заданное значение. Помимо обычных файлов, система поддерживает специальные файлы, которые используются для доступа к устройствам ввода-вывода. С каждым устройством ввода-вывода обычно связан один или несколько специальных файлов.

Считывая информацию из этих файлов и записывая информацию в эти файлы, программа может получать информацию от устройства ввода-вывода и выводить информацию на устройство ввода-вывода. Так происходит работа с дисками, принтерами, терминалами и многими другими устройствами. Основные системные вызовы для файлов в 1ЛчПХ приведены в табл. 6.5. Вызов сгеас (без привычной буквы е в конце) используется для создания нового файла. В настоящее время он не обязателен, поскольку вызов ореп тоже ведет к созданию нового файла.

Вызов цп)(п)с удаляет файл (предполагается, что файл существует только в одном каталоге). Примеры операционных систем 533 Вызов ореп используется для открытия существующих файлов, а также для создания новых. Флаг пот)е сообщает, как его открывать (для чтения, для записи и т. д.). Вызов возвращает небольшое целое число, которое называется дескриптором файла. Дескриптор файла идентифицирует файл при последующих вызовах. Сам процесс ввода-вывода осуществляется вызовами геат) и нг)1 бе, каждый из которых в качестве параметров получает дескриптор файла (он указывает, какой файл использовать), буфер для данных и число передаваемых байтов. Вызов 1вее~ используется для перемещения файлового указателя, что делает возможным доступ к произвольному месту в файле.

Вызов вЬаС возвращает информацию о файле (размер, время последнего доступа, имя владельца и т. п.), вызов сйяос) изменяет режим защиты файла (например, разрешает или, наоборот, запрещает каким-нибудь пользователям читать его), наконец, вызов Рспт1 позволяет выполнять различные действия с файлом, например, блокировать или разблокировать. В листинге 6.3 показано, как происходит процесс ввода-вывода. Эта минимальная по обьему программа, которая не включает в себя код проверки ошибок. Перед тем как войти в цикл, программа открывает существующий файл с)аЬа и создает новый файл пенб Каждый вызов возвращает дескриптор файла )пИ или оиЬИ соответственно. Следующий параметр в обоих вызовах — биты защиты, которые определяют, что файлы нужно считать и записать соответственно. Оба вызова возвращают дескриптор файла.

Если вызов ореп или сгеаЬ оказывается неудачным, возвращается отрицательный дескриптор файла. Листинг 6.3. Фрагмент программы для копирования файла с использованием системных вызовов 0МХ. Этот фрагмент написан на языке С, поскольку в языке Цаыа нельзя показать необходимые нам низкоуровневые системные вызовы т'* Получение дескриптора файла *! ~пте = орепыеата". О). посте = сгеатыпеык, РгогесюопВттв).

)* Цикл копирования. *) оо 1 солит = леал )пса, Ьоттег, Ьутев): тт 1соопс > О) ип)те1оовтй, Ьоттег, соопт); 1 иоя)е (соопс > О): /* Закрытие файлов *т' с1овеы пте): с1ове1ооСГШ: Вызов геат) имеет три параметра: дескриптор файла, буфер и число байтов. Данный вызов должен считать нужное число байтов из указанного файла в буфер. Число считанных байтов помещается в переменную соцпЬ. Значение сос Ь может быть меньше, чем ЬуЬев, если файл окажется слишком коротким.

Вызов нг1 Ге копирует считанные байты в выходной файл. Цикл продолжается до тех пор, пока входной файл не будет прочитан полностью. Тогда цикл завершается, и оба файла закрываются. Дескрипторы файлов в 1Лч)1Х представляют собой небольшие целые числа (обычно до 20). Дескрипторы файлов О, 1 и 2 соответствуют стандартному вводу, стандартному выводу и стандартной ошибке соответственно.

Обычно первый из них относится к клавиатуре, а второй и третий — к дисплею, хотя пользо- 534 Глава 6. Уровень операционной системы ватель может перенаправить любой стандартный поток ввода-вывода в файл. Многие программы СлПХ получают входные данные из стандартного ввода и записывают выходные данные в стандартный вывод. Такие программы называются фильтрами. Корневой каталог Файлы данных Рис. 6.27. Фрагмент системы каталогов операционной системы 0МХ Примеры операционных систем 535 Таблица 6.6.

Основные вызовы для работы с каталогами в системе 0(Ч(Х Системный вызов Описание паис!г(пегое, гпобе) Создание нового каталога ппбк(нагое) Орепгзг(па!не) Удаление пустого каталога Открытие каталога для чтения Считывание следующего элемента каталога Закрытие каталога Смена текущего каталога на каталог с именем б!гпагпе геабб!г(б!гро!п1ег) С!оэеб(г(б(гро)п1ег) спб!г(сйгпагпе) Зпи(пап!е1, пагпе2) Создание связи (элемента каталога пагпе2, указывающего на каталог пагпе1) Удаление связи (элемента нагое) из каталога ип!!пн(пап!е) Вызов 11пЕ создает элемент каталога, который указывает на уже существующий файл. Например, элемент /ьзг/51в/Зотто можно создать вызовом )апк("/щг/мт/Ьап/завез", "/наг/Юе/зомо") С файловой системой тесно связана система каталогов. Каждый пользователь может иметь несколько каталогов, а каждый каталог может содержать файлы и вложенные каталоги.

Характеристики

Список файлов книги