
- •Министерство образования и науки Украины
- •1. Определение системам реального времени
- •1.1. Основные понятия
- •1.2. Срв
- •1.3. Классификация срв
- •1.4. Структура срв
- •Основные требования к срв и их особенности
- •1.4.1. Ос
- •1.4.2. Основные архитектурные решения ос
- •1.4.3. Основные концепции ос
- •Прерывания
- •Системные вызовы
- •Файловая система
- •Процессы
- •Нити (потоки)
- •Понятие ресурса
- •1.5. Аппаратные среды срв
- •1.5.1. Мультипрограммная среда
- •Состояния процесса (см. Рисунок 4.).
- •1.5.2. Симметричная мультипроцессорная среда (рис. 5)
- •1.5.3. Распределенная среда (рис. 6)
- •1.6. Конфигурации клиент-серверных систем (рис.7.)
- •1.7. Средства ввода-вывода срв
- •2.1. Версии qnx
- •2.2. Posix-совместимость
- •2.3. Архитектура микроядра qnx
- •2.3.1. Микроядро
- •2.3.2. Системные процессы
- •2.3.3. Системные и пользовательские процессы
- •2.3.4. Драйверы устройств
- •2.3.5. Межпроцессное взаимодействие
- •2.3.6. Сеть qnx
- •2.4. Файлы и файловая система
- •2.4.1. Типы файлов
- •2.4.2. Жесткие ссылки
- •2.4.3. Символические ссылки
- •2.4.4. Named Special Device — именованные специальные устройства
- •2.4.5. Именованные программные каналы (fifo) (Именованный канал)
- •2.5. Структура файловой системы qnx
- •2.6. Концепция прав доступа
- •3. Начало работы
- •3.1. Интерфейс командной строки
- •3.2. Консоль командной строки
- •3.3. Соглашения по работе с командной строкой
- •3.4. Знакомство с shell
- •3.5. Обращение к домашнему каталогу
- •3.6. Базовые команды
- •3.6.1. Изменение текущего каталога
- •3.6.2. Просмотр содержимого каталогов
- •Жесткая ссылка обозначает ся так же, как файл, на который она ссылается, счетчик ссылок при этом будет иметь значение больше 1.
- •3.6.3. Создание новых каталогов
- •3.6.4. Копирование файлов
- •3.6.5. Перемещение файлов
- •3.6.6. Удаление файлов
- •3.6.7. Удаление каталогов
- •3.6.8. Просмотр содержимого файлов
- •3.6.9. Конкатенация (слияние) и просмотр файлов
- •3.6.10. Получение оперативной помощи
- •4. Объектно-ориентированное программирование
- •4.1. Системы программирования
- •4.2. Создание приложения
- •4.3. Средства отладки программ
- •5. Архитектура ос qnx
- •5.1. Типы процессов
- •5.2. Механизмы микроядра
- •5.3. Диспетчеризация потоков
- •5.4. Администратор процессов
- •5.5. Управление памятью
- •5.6. Управление пространством путевых имен
- •5.7. Пространство путевых имен
- •5.7.1. Файловая система qnx
- •5.7.2. Виртуальные устройства
- •Устройство /dev/null
- •Устройство /dev/zero
- •Устройство /dev/full
- •Устройства генерирования случайных чисел
- •5.8. Программы, процессы, нити
- •5.9. Свойства процессно-нитиевой структуры прв
- •5.10. Программный интерфейс qnx
- •5.10.1. Системные вызовы и функции стандартных библиотек
- •5.10.2. Обработка ошибок
- •5.11. Формальные параметры функции main
- •5.12. Разграничение доступа к файлам
- •5.13. Функции базового ввода/вывода
- •5.13.1. Открытие файла
- •5.13.2. Дублирование дескриптора файла
- •5.13.3. Доступ к файлу
- •6. Функции управления файловой системой
- •6.1. Смена корневого каталога
- •6.2. Смена текущего каталога
- •6.3. Создание каталога
- •6.4. Удаление каталога
- •6.5. Создание жесткой связи
- •6.6. Создание символической связи
- •6.7. Чтение символической связи
- •6.8. Переименование файла
- •6.9. Удаление файла
- •7. Микроядро
- •7.1. Запуск процессов
- •7.2. Запуск процесса из shell
- •7.3. Программный запуск процессов
- •7.3.1. Функция system()
- •7.3.2. Функции семейства exec*()
- •7.3.3. Функции семейства spawn*()
- •7.3.4. Функция fork()
- •7.3.5. Функция vfork()
- •7.4. Организация взаимодействия между процессами
- •7.5. Создание и удаление каналов Создание канала.
- •Удаление канала
- •7.6. Установление и удаление соединений с каналом Установление соединения
- •Int ConnectAttach(uint32_t nd, pid_t pid, int chid, unsigned index, int flags);
- •Разрыв соединения
- •Int ConnectDetach(int coid);
- •7.7. Передача сообщений
- •7.7.1. Посылка сообщения
- •IntMsgSend(int coid, constvoid* smsg, int sbytes, void* rmsg, int rbytes);
- •7.7.2. Прием сообщения
- •Int MsgReceive(int chid, void *msg, int bytes, struct _msg_info *info);
- •7.7.3. Посылка ответа
- •Int MsgReply(int rcvid,int status,const void* msg, int size);
- •7.7.4. Сценарии ответов
- •7.7.5. Управление сообщениями
- •7.7.6. Управление приемом сообщений
- •7.7.7. Управление передачей ответа
- •Int MsgSendv(int coid, const iov_t* siov, //Массив iov сообщения int sparts, //Количество iov сообщения const iov_t* riov, //Массив iov ответа int rbytes); //Количество iov ответа
- •Int MsgReceivev(int chid, const iov_t* riov, //Массив iov буфера int sparts, //Количество iov буфера struct_msg_info* riov);
2.2. Posix-совместимость
QNX Neutrino разрабатывается с полной поддержкой спецификаций POSIX;
POSIX (Portable Operation Systems Interface) — это развивающийся стандарт, призванный обеспечить переносимость исходных текстов программ между ОС разных производителей. За основу стандартов POSIX были взяты ОС семейства UNIX, в дальнейшем стандарты были дополнены расширениями, включая расширения, касающиеся реального времени.
Разработкой стандартов POSIX занимаются рабочие группы Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (ИИЭР, Institute of Electrical and Electronics Engineers — IEEE) США. Поэтому стандарты POSIX после утверждения имеют маркировку IEEE. Кроме того, существуют Международная организация по стандартизации (International Organization for Standardization — ISO) и Международная электротехническая комиссия — МЭК (International Electrotechnical Commission — IEC). Эти организации могут утверждать стандарты IEEE в качестве международных.
Стандарт ISO/IEC 9945-1 определяет интерфейс прикладного программирования (API) для операционных систем. Этот стандарт включает следующие стандарты:
POSIX.l (IEEE 1003.1) — базовый API операционных систем;
POSIX.la (IEEE 1003.1a) — некоторые расширения API;
POSIX.4 (IEEE 1003.1b) — расширения для поддержки реального времени;
POSIX.4a (IEEE 1003.1c) — интерфейсы потоков, выполняющихся внутри POSIX-процессов;
POSIX.lb (IEEE 1003.Id) — дополнительные расширения реального времени;
POSIX.12 (IEEE 1003.lg) — независимый от протокола интерфейс сокетов;
IEEE 1003.lj — еще одно дополнительное расширение реального времени.
Стандарт ISO/IEC 9945-2 (POSIX.2 или IEEE 1003.2) определяет набор утилит и командных интерпретаторов.
Стандарт ISO/IEC 13210 (POSIX.3 или IEEE 1003.0) определяет набор тестов, позволяющих определить POSIX-совместимость операционной системы.
Заметим, что в документации часто используется комбинированное обозначение номеров стандартов, например вместо POSIX.4a или IEEE 1003.1c пишут POSIX 1003.1с.
Однако многие ОСРВ работают внутри некоторого промышленного оборудования с весьма ограниченными ресурсами, т. е. являются встраиваемыми системами. Встраиваемые системы не могут и не должны обеспечивать всю POSIX-функциональность. Поэтому было решено определить, если можно так выразиться, правила "урезания" стандартов POSIX в необходимых случаях. Такие "урезания" названы профилями прикладных контекстов реального времени и регламентируются стандартом ISO/IEC ISP 15287-2 (POSIX.13 или IEEE 1003.13). Этот стандарт определяет такие профили:
минимальная система — встроенная система без поддержки механизма управления памятью (MMU), без файловой системы и терминала. В такой системе разрешается только один многопоточный процесс;
контроллер реального времени — минимальная система, дополненная файловой системой и терминалом ввода/вывода;
специализированная система — большая встроенная система, в которой может выполняться несколько многопоточных процессов. Файловая система отсутствует;
многоцелевая система — операционная система реального времени, обеспечивающая поддержку всей предусмотренной стандартом POSIX функциональности.
ОСРВ QNX6 изначально разрабатывалась как POSIX-совместимая ОС, позволяющая создавать целевые системы, соответствующие любому из четырех профилей прикладного контекста реального времени. Термины, используемые в документации, поставляемой с QNX, соответствуют терминологии стандартов POSIX.