Морис Дж. Бах Архитектура операционной системы UNIX ПРЕДИСЛОВИЕ ГЛАВА 1. ОБЩИЙ ОБЗОР ОСОБЕННОСТЕЙ СИСТЕМЫ 1.1 ИСТОРИЯ 1.2 СТРУКТУРА СИСТЕМЫ 1.3 ОБЗОР С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ 1.3.1 Файловая система 1.3.2 Среда выполнения процессов 1.3.3 Элементы конструкционных блоков
1.4 ФУНКЦИИ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ 1.5 ПРЕДПОЛАГАЕМАЯ АППАРАТНАЯ СРЕДА 1.5.1 Прерывания и особые ситуации 1.5.2 Уровни прерывания процессора 1.5.3 Распределение памяти 1.6 ВЫВОДЫ ГЛАВА 2. ВВЕДЕНИЕ В АРХИТЕКТУРУ ЯДРА ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ 2.1 АРХИТЕКТУРА ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ UNIХ 2.2 ВВЕДЕНИЕ В ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ СИСТЕМЫ 2.2.1 Обзор особенностей подсистемы управления файлами 2.2.2 Процессы 2.2.2.1 Контекст процесса 2.2.2.2 Состояния процесса 2.2.2.3 Переходы из состояния в состояние 2.2.2.4 «Сон» и пробуждение 2.3 СТРУКТУРЫ ДАННЫХ ЯДРА 2.4 УПРАВЛЕНИЕ СИСТЕМОЙ 2.5 ВЫВОДЫ И ОБЗОР ПОСЛЕДУЮЩИХ ГЛАВ 2.6 УПРАЖНЕНИЯ ГЛАВА 3. БУФЕР СВЕРХОПЕРАТИВНОЙ ПАМЯТИ (КЕШ) 3.1 ЗАГОЛОВКИ БУФЕРА
3.2 СТРУКТУРА ОБЛАСТИ БУФЕРОВ (БУФЕРНОГО ПУЛА)
3.3 МЕХАНИЗМ ПОИСКА БУФЕРА 3.4 ЧТЕНИЕ И ЗАПИСЬ ДИСКОВЫХ БЛОКОВ 3.5 ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕУДОБСТВА БУФЕРНОГО КЕША 3.6 ВЫВОДЫ 3.7 УПРАЖНЕНИЯ ГЛАВА 4. ВНУТРЕННЕЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ФАЙЛОВ 4.1 ИНДЕКСЫ 4.1.1 Определение 4.1.2 Обращение к индексам 4.1.3 Освобождение индексов 4.2 СТРУКТУРА ФАЙЛА ОБЫЧНОГО ТИПА 4.3 КАТАЛОГИ 4.4 ПРЕВРАЩЕНИЕ СОСТАВНОГО ИМЕНИ ФАЙЛА (ПУТИ ПОИСКА) В ИДЕНТИФИКАТОР ИНДЕКСА 4.5 СУПЕРБЛОК
4.6 НАЗНАЧЕНИЕ ИНДЕКСА НОВОМУ ФАЙЛУ 4.7 ВЫДЕЛЕНИЕ ДИСКОВЫХ БЛОКОВ 4.8 ДРУГИЕ ТИПЫ ФАЙЛОВ
4.9 ВЫВОДЫ
4.10 УПРАЖНЕНИЯ ГЛАВА 5. СИСТЕМНЫЕ ОПЕРАЦИИ ДЛЯ РАБОТЫ С ФАЙЛОВОЙ СИСТЕМОЙ 5.1 OPEN 5.2 READ
5.3 WRIТЕ
5.4 ЗАХВАТ ФАЙЛА И ЗАПИСИ
5.5 УКАЗАНИЕ МЕСТА В ФАЙЛЕ, ГДЕ БУДЕТ ВЫПОЛНЯТЬСЯ ВВОД-ВЫВОД — LSEEК
5.6 CLOSЕ
5.7 СОЗДАНИЕ ФАЙЛА
5.8 СОЗДАНИЕ СПЕЦИАЛЬНЫХ ФАЙЛОВ 5.9 СМЕНА ТЕКУЩЕГО И КОРНЕВОГО КАТАЛОГА
5.10 CМЕНА ВЛАДЕЛЬЦА И РЕЖИМА ДОСТУПА К ФАЙЛУ
5.11 STAT И FSTАТ 5.12 КАНАЛЫ 5.12.1 Системная функция pipе 5.12.2 Открытие поименованного канала 5.12.3 Чтение из каналов и запись в каналы 5.12.4 Закрытие каналов 5.12.5 Примеры
5.13 DUР 5.14 МОНТИРОВАНИЕ И ДЕМОНТИРОВАНИЕ ФАЙЛОВЫХ СИСТЕМ 5.14.1 Пересечение точек монтирования в маршрутах поиска имен файлов 5.14.2 Демонтирование файловой системы
5.15 LINК 5.16 UNLINК
5.16.1 Целостность файловой системы
5.16.2 Поводы для конкуренции
5.17 АБСТРАКТНЫЕ ОБРАЩЕНИЯ К ФАЙЛОВЫМ СИСТЕМАМ
5.18 СОПРОВОЖДЕНИЕ ФАЙЛОВОЙ СИСТЕМЫ
5.19 ВЫВОДЫ 5.20 УПРАЖНЕНИЯ ГЛАВА 6. СТРУКТУРА ПРОЦЕССОВ 6.1 СОСТОЯНИЯ ПРОЦЕССА И ПЕРЕХОДЫ МЕЖДУ НИМИ 6.2 ФОРМАТ ПАМЯТИ СИСТЕМЫ 6.2.1 Области 6.2.2 Страницы и таблицы страниц 6.2.3 Размещение ядра 6.2.4 Пространство процесса 6.3 КОНТЕКСТ ПРОЦЕССА
6.4 СОХРАНЕНИЕ КОНТЕКСТА ПРОЦЕССА 6.4.1 Прерывания и особые ситуации 6.4.2 Взаимодействие с операционной системой через вызовы системных функций 6.4.3 Переключение контекста
6.4.4 Сохранение контекста на случай аварийного завершения
6.4.5 Копирование данных между адресным пространством системы и адресным пространством задачи
6.5 УПРАВЛЕНИЕ АДРЕСНЫМ ПРОСТРАНСТВОМ ПРОЦЕССА
6.5.1 Блокировка области и снятие блокировки
6.5.2 Выделение области
6.5.3 Присоединение области к процессу
6.5.4 Изменение размера области 6.5.5 Загрузка области 6.5.6 Освобождение области
6.5.7 Отсоединение области от процесса 6.5.8 Копирование содержимого области 6.6 ПРИОСТАНОВКА ВЫПОЛНЕНИЯ 6.6.1 События, вызывающие приостанов выполнения, и их адреса 6.6.2 Алгоритмы приостанова и возобновления выполнения
6.7 ВЫВОДЫ 6.8 УПРАЖНЕНИЯ ГЛАВА 7. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ 7.1 СОЗДАНИЕ ПРОЦЕССА 7.2 СИГНАЛЫ
7.2.1 Обработка сигналов 7.2.2 Группы процессов
7.2.3 Посылка сигналов процессами 7.3 ЗАВЕРШЕНИЕ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЦЕССА 7.4 ОЖИДАНИЕ ЗАВЕРШЕНИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЦЕССА 7.5 ВЫЗОВ ДРУГИХ ПРОГРАММ 7.6 КОД ИДЕНТИФИКАЦИИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ ПРОЦЕССА
7.7 ИЗМЕНЕНИЕ РАЗМЕРА ПРОЦЕССА 7.8 КОМАНДНЫЙ ПРОЦЕССОР SHELL 7.9 ЗАГРУЗКА СИСТЕМЫ И НАЧАЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС 7.10 ВЫВОДЫ
7.11 УПРАЖНЕНИЯ ГЛАВА 8. ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ И ЕЕ ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
8.1 ПЛАНИРОВАНИЕ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЦЕССОВ 8.1.1 Алгоритм 8.1.2 Параметры диспетчеризации 8.1.3 Примеры диспетчеризации процессов 8.1.4 Управление приоритетами
8.1.5 Планирование на основе справедливого раздела
8.1.6 Работа в режиме реального времени
8.2 СИСТЕМНЫЕ ОПЕРАЦИИ, СВЯЗАННЫЕ СО ВРЕМЕНЕМ
8.3 ТАЙМЕР
8.3.1 Перезапуск часов
8.3.2 Внутренние системные тайм-ауты
8.3.3 Построение профиля
8.3.4 Учет и статистика
8.3.5 Поддержание времени в системе
8.4 ВЫВОДЫ
8.5 УПРАЖНЕНИЯ
ГЛАВА 9. АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПАМЯТЬЮ
9.1 СВОПИНГ
9.1.1 Управление пространством на устройстве выгрузки
9.1.2 Выгрузка процессов
9.1.2.1 Выгрузка при выполнении системной функции fork 9.1.2.2 Выгрузка с расширением 9.1.3 Загрузка (подкачка) процессов
9.2 ПОДКАЧКА ПО ЗАПРОСУ
9.2.1 Структуры данных, используемые подсистемой замещения страниц
9.2.1.1 Функция fork в системе с замещением страниц 9.2.1.2 Функция exec в системе с замещением страниц 9.2.2 "Сборщик" страниц
9.2.3 Отказы при обращениях к страницам
9.2.3.1 Обработка прерываний по отказу из-за недоступности данных 9.2.3.2 Обработка прерываний по отказу системы защиты 9.2.4 Замещение страниц на менее сложной технической базе 9.3 СИСТЕМА СМЕШАННОГО ТИПА СО СВОПИНГОМ И ПОДКАЧКОЙ ПО ЗАПРОСУ
9.4 ВЫВОДЫ
9.5 УПРАЖНЕНИЯ
ГЛАВА 10. ПОДСИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВВОДОМ-ВЫВОДОМ 10.1 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ДРАЙВЕРОВ С ПРОГРАММНОЙ И АППАРАТНОЙ СРЕДОЙ 10.1.1 Конфигурация системы 10.1.2 Системные функции и взаимодействие с драйверами 10.1.2.1 Open 10.1.2.2 Closе 10.1.2.3 Read и Writе 10.1.2.4 Стратегический интерфейс 10.1.2.5 Ioctl 10.1.2.6 Другие функции, имеющие отношение к файловой системе 10.1.3 Программы обработки прерываний
10.2 ДИСКОВЫЕ ДРАЙВЕРЫ
10.3 ТЕРМИНАЛЬНЫЕ ДРАЙВЕРЫ 10.3.1 Символьные списки 10.3.2 Терминальный драйвер в каноническом режиме 10.3.3 Терминальный драйвер в режиме без обработки символов
10.3.4 Опрос терминала
10.3.5 Назначение операторского терминала
10.3.6 Драйвер косвенного терминала
10.3.7 Вход в систему
10.4 ПОТОКИ
10.4.1 Более детальное рассмотрение потоков
10.4.2 Анализ потоков
10.5 ВЫВОДЫ
10.6 УПРАЖНЕНИЯ
ГЛАВА 11. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПРОЦЕССОВ
11.1 ТРАССИРОВКА ПРОЦЕССОВ
11.2 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПРОЦЕССОВ В ВЕРСИИ V СИСТЕМЫ
11.2.1 Сообщения
11.2.2 Разделение памяти
11.2.3 Семафоры
11.2.4 Общие замечания
11.3 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В СЕТИ
11.4 ГНЕЗДА 11.5 ВЫВОДЫ
11.6 УПРАЖНЕНИЯ
ГЛАВА 12. МНОГОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ
12.1 ПРОБЛЕМЫ, СВЯЗАННЫЕ С МНОГОПРОЦЕССОРНЫМИ СИСТЕМАМИ 12.2 ГЛАВНЫЙ И ПОДЧИНЕННЫЙ ПРОЦЕССОРЫ
12.3 СЕМАФОРЫ
12.3.1 Определение семафоров
12.3.2 Реализация семафоров
12.3.3 Примеры алгоритмов 12.3.3.1 Выделение буфера 12.3.3.2 Wait 12.3.3.3 Драйверы 12.3.3.4 Фиктивные процессы 12.4 СИСТЕМА TUNIS 12.5 УЗКИЕ МЕСТА В ФУНКЦИОНИРОВАНИИ МНОГОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ
12.6 УПРАЖНЕНИЯ
ГЛАВА 13. РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ СИСТЕМЫ 13.1 ПЕРИФЕРИЙНЫЕ ПРОЦЕССОРЫ 13.2 СВЯЗЬ ТИПА NEWCASTLЕ 13.3 "ПРОЗРАЧНЫЕ" РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ ФАЙЛОВЫЕ СИСТЕМЫ 13.4 РАСПРЕДЕЛЕННАЯ МОДЕЛЬ БЕЗ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ
13.5 ВЫВОДЫ
13.6 УПРАЖНЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ СИСТЕМНЫЕ ОПЕРАЦИИ БИБЛИОГРАФИЯ