Андрей Робачевский - Операционная система UNIX

• Название: Операционная система UNIX
• Автор: Андрей Робачевский
• Издательство: BHV - Санкт-Петербург
• Жанр: Программное обеспечение
• Год: 1997
• ISBN: 5-7791-0057-8

Книга посвящена семейству операционных систем UNIX и содержит информацию о принципах организации, идеологии и архитектуре, объединяющих различные версии этой операционной системы.

В книге рассматриваются: архитектура ядра UNIX (подсистемы ввода/вывода, управления памятью и процессами, а также файловая подсистема), программный интерфейс UNIX (системные вызовы и основные библиотечные функции), пользовательская среда (командный интерпретатор shell, основные команды и утилиты) и сетевая поддержка в UNIX (протоколов семейства TCP/IP, архитектура сетевой подсистемы, программные интерфейсы сокетов и TLI).

Для широкого круга пользователей

---

7

Следует оговориться, что если программа в процессе выполнения запускает другие задачи, то они будут наследовать ее права доступа. Поэтому устанавливать флаги SUID и SGID следует с большой осторожностью и только для программ, которые не имеют возможности запуска произвольных задач.

8

Вы сможете работать с другими приложениями, если в функции интерактивного процесса входит запуск на выполнение других программ. Примером такой задачи является командный интерпретатор shell, который считывает пользовательский ввод и запускает соответствующие задачи. Более типичным в данном контексте является процесс, порожденный командой ps(1). Пока ps(1) не завершит работу, вы не сможете вводить команды shell.

9

Такое ветвление можно организовать на основании значения, возвращаемого системным вызовом fork(2). Для родительского процесса fork возвращает идентификатор созданного дочернего процесса, а дочерний процесс получает значение, равное 0. Подробнее эти вопросы будут рассмотрены в главе 2.

10

Точнее, с реальным и эффективным идентификаторами процесса, посылающего сигнал. Если вы посылаете сигнал командой kill(1), работая в shell, то речь идет о командном интерпретаторе.

11

Соответствие между символьными именами и номерами сигналов может отличаться различных версиях UNIX. Команда kill -l выводит номера сигналов и их имена.

12

В данном разделе мы не останавливаемся на подробностях запуска login(1). Эти вопросы будут рассмотрены позднее в главе 3.

13

В данном примере утилита logname(1) выводит регистрационное имя пользователя, таким образом для пользователя andrei переменная НОМЕ примет следующее значение: /usr/andrei.

14

Более правильно было бы записать:

$ ps -ef | grep myproc | grep -v grep

Дело в том, что в списке, созданном командой ps, будут две строки, содержащие слово myproc: собственно строка процесса myproc и строка процесса grep(1) с параметром myproc (ps -еf распечатывает имя программы, породившей процесс, вместе со всеми параметрами).

15

Несмотря на то, что многие современные версии UNIX (особенно коммерческие) поставляются без исходных текстов, основная часть кода ядра в них получена путем компиляции C-модулей.

16

В SCO UNIX заголовок a.out самого ядра используется программой начальной загрузки /boot для запуска ядра и передачи ему управления при инициализации системы.

17

Начальная функция запуска программы на выполнение _start() написана таким образом, что exit(2) вызывается автоматически при возврате из функции main(). В языке С она имеет следующий вид: exit(main(argc, argv)).

18

В английском языке такое завершение выполнения называется более откровенно — "убийство процесса".

19

Организация виртуальной памяти подробно рассматривается в главе 3.

20

Если быть более точным, сигнал посылается процессу, когда происходит обращение к странице памяти, на которую не отображается ни один из участков файла. Таким образом, в приведенном примере сигнал процессу не будет отправлен.

21

На самом деле msync(3C) синхронизирует обновление страниц памяти с вторичной памятью. Для областей типа MAP_SHARED вторичной памятью является сам файл на диске. Для областей типа MAP_PRIVATE вторичной памятью является область свопинга. Функция msync(3C) также позволяет принудительно обновить страницы, так что при следующем обращении к какой-либо из них ее содержимое будет загружено из вторичной памяти.

22

Изменение корневого каталога разрешено только для администратора системы — суперпользователя. Эта операция таит в себе определенную опасность, т.к. часть утилит операционной системы (если не все) могут оказаться недоступными, в том числе и команда chroot(1M). Таким образом, последствия необдуманного изменения корневого каталога могут стать необратимыми.

23

Заметим, что в некоторых системах дополнительная память выделяется (или освобождается) в порциях, кратных размеру страницы. Например, выделение всего 100 байтов на самом деле приведет к выделению 4096 байтов, если размер страницы равен 4K.

24

Сигналы этого рода генерируются драйвером терминала. Настройка терминального драйвера позволяет связать условие генерации сигнала с любой клавишей.

25

К таким системным вызовам, в частности, относятся read(2) и write(2) для медленных устройств, таких как терминалы, а также ioctl(2), fcntl(2), wait(2) и waitpid(2).

26

Тем не менее в системе будут продолжать выполняться процессы, запущенные в фоновом режиме. Это утверждение также не справедливо для демонов — процессов, являющихся членами сеанса, не имеющего управляющего терминала. Система не имеет возможности автоматического отправления сигнала SIGHUP таким процессам при выходе пользователя, и они будут продолжать выполняться даже после завершения пользователем работы в UNIX. Для "превращения" процесса в демона, он должен воспользоваться функцией setsid(2) и создать новый сеанс, лидером которого он автоматически окажется и который не будет ассоциирован с управляющим терминалом. Эти вопросы будут более подробно обсуждены при иллюстрации программы-демона далее в этой главе.

27

Наличие текущей и фоновых групп процессов в сеансе работы пользователя зависит от возможности командного интерпретатора управлять заданиями (job control). При отсутствии этой возможности все процессы будут выполняться в той же группе, что и shell.

28

Использование вызова setsid(2) справедливо для UNIX System V. Для BSD UNIX процесс должен последовательно создать группу, лидером которой он становится, а затем открыть управляющий терминал и с помощью команды ioctl(2) TIOCNOTTY отключиться от него.

29

Существует исключение из этого правила, касающееся процессов, находящихся в состоянии сна для низкоприоритетного события, т. е. события, вероятность наступления которого относительно мала (например, ввода с клавиатуры, который может и не наступить). В этом случае отправление процессу сигнала приведет к его пробуждению. Более подробно этот случай рассмотрен в разделе "Сигналы" этой главы.

30

Данный подход напоминает схему хранения файлов на диске — каждый файл состоит из различного числа блоков хранения данных, которые могут располагаться в любых свободных участках дискового накопителя. Это ведет к значительной фрагментации, но существенно повышает эффективность использования дискового пространства.

31

Следует отметить, что большинство современных процессоров и, в частности, процессоры семейства Intel, помещают данные о нескольких последних использовавшихся ими страницах в сверхоперативный кэш. Только когда процессор не находит требуемой страницы в этом кэше, он обращается к каталогу и таблицам страниц. Как правило, 98–99% адресных ссылок попадают в кэш, не требуя для трансляции адреса обращения к оперативной памяти, где расположены каталог и таблицы.

32

При этом физические страницы, принадлежащие предыдущему процессу, могут по- прежнему оставаться в памяти, однако доступ к ним невозможен ввиду отсутствия установленного отображения. Любой допустимый виртуальный адрес будет отображаться либо в страницы ядра, либо в страницы нового процесса.

33

Для областей, размер которых превышает 4 Мбайт, одной таблицы страниц недостаточно, и region хранит элементы каталога таблиц страниц в виде связанного списка.

34

Некоторые системы System V, например SCO UNIX, также имеют в своем распоряжении этот системный вызов.

35

Схема нумерации текущих приоритетов различна для различных версий UNIX. Например, более высокому значению текущего приоритета может соответствовать более низкий фактический приоритет планирования. Разделение между приоритетами режима ядра и задачи также зависит от версии. Здесь мы привели схему, используемую в SCO UNIX, при которой большему значению соответствует более высокий приоритет.