
- •Кафедра программного обеспечения информационных технологий
- •«Операционные системы и системное программирование»
- •40 01 01
- •Содержание
- •Введение
- •Разработка программ в ос unix
- •1.1 Отличительные черты ос unix
- •1.2 Основы архитектуры операционной системы unix
- •1.3 Ядро системы
- •1.4 Пользователи системы, атрибуты пользователя
- •1.5 Системные вызовы и функции стандартных библиотек
- •1.6 Описание программы, переменные окружения
- •1.7 Аргументы и опции программы
- •1.8 Обработка ошибок
- •2 Файлы и файловая система
- •2.1 Файлы
- •2.2 Типы файлов
- •2.2.1 Обычные файлы
- •2.2.2 Каталоги
- •2.2.3 Файлы символичной связи (ссылки)
- •2.2.4 Файлы устройства
- •2.2.5 Именованные каналы
- •2.2.6 Сокеты
- •2.3 Владельцы файлов и права доступа к файлу
- •2.4 Дополнительные атрибуты файла
- •2.5 Файловый ввод/вывод
- •Открытие файла
- •2.6 Мультиплексированный ввод/вывод
- •2.7 Векторный ввод/вывод
- •2.8 Файлы, отображающиеся в памяти
- •2.9 Каталоги, работа с каталогами
- •2.9.1 Создание каталога
- •2.9.2 Удаление каталога
- •2.9.3 Чтение информации из каталога
- •2.9.4 Закрытие каталога
- •2.10 Создание жестких ссылок
- •2.11 Символическая ссылка
- •2.12 Удаление ссылки (или имени файла)
- •2.13 Переименование файла
- •2.14 Файловая система ос unix
- •2.14.1 Организация файловой системы ext2
- •2.15 Файлы устройств
- •3 Процессы
- •3.1 Виды процессов
- •3.2 Создание процесса
- •3.3 Вызовы семейства exec
- •3.4 Функции завершения процесса
- •3.5 Ошибки
- •3.6 Копирование при записи
- •3.7 Системные вызовы ожидания завершения процесса
- •3.8 Системный вызов system
- •3.9 Основные параметры, передаваемые процессу
- •3.10 Сеансы и группы процессов
- •4 Взаимодействие процессов
- •4.1 Сигналы
- •4.1.1 Отправка (генерация) сигнала
- •4.1.2 Наборы сигналов
- •4.1.3 Блокировка сигналов
- •4.2 Неименнованные каналы (трубы)
- •4.2.1 Размер канала и взоимодействие процессов при передаче данных
- •4.3 Именнованные каналы
- •4.4 Дополнительные средства межпроцессного взоимодействия
- •4.5 Механизмы межпроцессорного взаимодействия
- •4.5.1 Очереди сообщений
- •4.5.2 Семафоры Семафоры как теоретическая конструкция
- •4.5.3 Разделяемая память
- •4.5.4 Потоки
- •Int pthread_setschedparam(pthread_t tid, int policy, const struct sched_param *param);
- •Int pthread_getschedparam(pthread_t tid, int policy, struct schedparam *param);
- •5 Операционные системы
- •5.1 Понятие операционной системы
- •5.2 Характеристики современных ос
- •5.2.1 Многопоточность
- •5.2.2 Распределенные ос
- •5.2.3 Концепция ос на основе микроядра
- •5.2.4 Функции микроядра.
- •5.3 Принципы построения ос
- •5.4 Концептуальные основы ос
- •5.4.1 Процессы
- •Модель работы процесса с двумя приостановочными состояниями
- •Варианты решения:
- •Решение задачи взаимного исключения. Алгоритм Деккера.
- •Решение задачи взаимного исключения. Алгоритм Пэтерсона..
- •Синхронизирующие примитивы (семафоры).
- •Задача “производитель-потребитель” Общие семафоры
- •Задача “производитель-потребитель”, буфер неограниченного размера(Спящий парикмахер)
- •Задача “производитель-потребитель”, буфер ограниченного размера
- •5.4.2 Распределение ресурсов. Проблема тупиков
- •Алгоритм банкира
- •Применение алгоритма банкира
- •5.4.3 Монитороподобные средства синхронизации
- •Механизм типа «критическая область»
- •5.4.4 Виртуализация
- •5.4.5 Подсистема управления памятью
- •5.4.6 Виртуальная оперативная память
- •5.5 Аппаратные особенности процессоров Intel-архитектуры, направленных на поддержку многозадачности
- •5.5.1 Сегментация памяти. Ia-32
- •5.5.2 Распределение памяти в реальном режиме
- •5.5.3 Организация защиты в процессоре
- •5.5.4 Поддержка многозадачности в процессорах архитектуры ia-32
Int pthread_setschedparam(pthread_t tid, int policy, const struct sched_param *param);
Использование функции:
#include <pthread.h>
pthread_t tid;
int ret;
struct sched_param param;
int priority;
/* sched_priority указывает приоритет потока */
sched_param.sched_priority = priority;
/* единственный поддерживаемый алгоритм диспетчера*/
policy = SCHED_OTHER;
/* параметры диспетчеризации требуемого потока */
ret = pthread_setschedparam(tid, policy, ¶m);
pthread_setschedparam() возвращает 0 в случае успешного завершения, или другое значение в случае ошибки.
Функция:
Int pthread_getschedparam(pthread_t tid, int policy, struct schedparam *param);
позволяет получить приоритет любого существующего потока.
Пример вызова функции:
#include <pthread.h>
pthread_t tid;
sched_param param;
int priority;
int policy;
int ret;
/* параметры диспетчеризации нужного потока */
ret = pthread_getschedparam (tid, &policy, ¶m);
/* sched_priority содержит приоритет потока */
priority = param.sched_priority;
pthread_getschedparam() возвращает 0 - в случае успешного завершения - или другое значение - в случае ошибки.
Поток, как и процесс, может принимать различные сигналы:
#include <pthread.h>
#include <signal.h>
int sig;
pthread_t tid;
int ret;
ret = pthread_kill(tid, sig);
pthread_kill() посылает сигнал sig потоку, обозначенному tid, который должен быть потоком в пределах того же самого процесса, что и вызывающий поток. Аргумент sig должен быть действительным сигналом некоторого типа, определенного для функции signal() в файле < signal.h>.
Если sig имеет значение 0, выполняется проверка ошибок, но сигнал реально не посылается. Таким образом можно проверить правильность tid. Функция возвращает 0 - в случае успешного завершения - или другое значение - в случае ошибки.
Функция pthread_sigmask() может использоваться для изменения или получения маски сигналов вызывающего потока:
int pthread_sigmask(int how, const sigset_t *new, sigset_t *old);
Пример вызова функции:
#include <pthread.h>
#include <signal.h>
int ret;
sigset_t old, new;
/* установка новой маски */
ret = pthread_sigmask(SIG_SETMASK, &new, &old);
/* блокирование маски */
ret = pthread_sigmask(SIG_BLOCK, &new, &old);
/* снятие блокировки */
ret = pthread_sigmask(SIG_UNBLOCK, &new, &old);
how определяет режим смены маски. Он принимает значения следующих констант:
SIG_SETMASK - заменяет текущую маску сигналов новой, при этом new указывает новую маску сигналов;
SIG_BLOCK - добавляет новую маску сигналов к текущей, при этом new указывает множество блокируемых сигналов;
SIG_UNBLOCK - удаляет new из текущей маски сигналов, при этом new указывает множество сигналов для снятия блокировки.
Если значение new равно NULL, то значение how не играет роли, и маска сигналов потока не изменяется. Чтобы узнать о блокированных в данный момент сигналах, аргумент new устанавливают в NULL. Переменная old указывает, где хранится прежняя маска сигналов, если ее значение не равно NULL.
Функция pthread_sigmask() возвращает 0 - в случае успешного завершения - или другое значение - в случае ошибки.
Остановка потока
Поток может прерваться несколькими способами. Первый способ предполагает возвращение управления из основной процедуры потока start_routine. Второй способ - вызов pthread_exit(), возвращающий статус выхода. Третий способ - прерывание потока с помощью функции pthread_cancel().
Функция void pthread_exit(void *status) прерывает выполнение потока точно так же, как функция exit() прерывает процесс:
#include <pthread.h>
int status;
/* выход возвращает статус status */
pthread_exit(&status);
Функция pthread_exit() заканчивает выполнение вызвавшего ее потока. Все привязки данных для этого потока освобождаются. Если вызывающий поток не отделен, то ID этого потока и статус выхода (status) сохраняются, пока поток блокирован. В противном случае, статус игнорируется, а ID потока может быть немедленно использован для другого потока.
Функция pthread_cancel() предназначена для прерывания потока:
#include <pthread.h>
pthread_t thread;
int ret;
ret = pthread_cancel(thread);
Способ обработки запроса на прерывание потока зависит от состояния указанного потока. Две функции, pthread_setcancelstate() и pthread_setcanceltype(), определяют это состояние; функция pthread_cancel() возвращает 0 в случае успешного завершения, или другое значение в случае ошибки.