Архитектура операционной системы UNIX - Морис Бах

[Lycklama 78b] Lycklama, H. and C.Christensen, "A Minicomputer Satellite Processor System", The Bell System Technical Journal, Vol. 57, No. 6, Part 2, July- August 1978, pp. 2103–2114.

[McKusick 84] McKusick, M.K., W.N.Joy, S.J.Leffler, and R.S. Fabry, "A Fast File System for UNIX", ACM Transactions on Computer Systems, Vol. 2(3), August 1984, pp. 181–197.

[Mullender 84] Mullender, S.J. and A.S.Tanenbaum, "Immediate Files", Software — Practice and Experience, Vol. 14(4), April 1984, pp. 365–368.

[Nowitz 80] Nowitz, D.A. and M.E.Lesk, "Implementation of a Dial-Up Network of UNIX Systems", IEEE Proceedings of Fall 1980 COMPCON, Washington, D.C., pp. 483–486.

[Organick 72] Organick, E.J., The Multics System: An Examination of Its Structure", The MIT Press, Cambridge, MA, 1972.

[Peachey 84] Peachey, D.R., R.B.Bunt, C.L.Williamson, and T.B.Brecht, "An Experimental Investigation of Scheduling Strategies for UNIX", Performance Evaluation Review, 1984 SIGMETRICS Conference on Measurement and Evaluation of Computer Systems, Vol. 12(3), August 1984, pp. 158–166.

[Peterson 83] Peterson, James L. and A.Silberschatz, Operating System Concepts, Addison-Wesley, Reading, MA, 1983.

[Pike 84] Pike, R., "The Blit: A Multiplexed Graphics Terminal", AT amp;T Bell Laboratories Technical Journal, Oct. 1984, Vol. 63, No. 8, Part 2, pp. 1607–1632.

[Pike 85] Pike, R., and P.Weinberger, "The Hideous Name", Proceedings of the USENIX Conference, Summer 1985, pp. 563–568.

[Postel 80] Postel, J. (ed.), "DOD Standart Transmission Control Protocol", ACM Computer Communication Review, Vol. 10, No. 4, Oct. 1980, pp. 52-132.

[Postel 81] Postel, J., C.A.Sunshine, and D.Cohen, "The ARPA Internet Protocol", Computer Networks, Vol. 5, No. 4, July 1981, pp. 261–271.

[Raleigh 76] Raleigh, T.M., "Introduction to Scheduling and Switching under UNIX", Proceedings of the Digital Equipment Computer Users Society, Atlanta, Ga., May 1976, pp. 867–877.

[Richards 69] Richards, M., "BCPL: A Tool for Compiler Writing and Systems Programming", Proc. AFIPS SJCC 34, 1969, pp. 557–566.

[Ritchie 78a] Ritchie, D.M. and K.Thompson, "The UNIX Time-Sharing System", The Bell System Technical Journal, July-August 1978, Vol. 57, No. 6, Part 2, pp. 1905–1930.

[Ritchie 78b] Ritchie, D.M., "A Retrospective", The Bell System Technical Journal, July-August 1978, Vol. 57, No. 6, Part 2, pp. 1947–1970.

[Ritchie 81] Ritchie, D.M. and K.Thompson, "Some Further Aspects of the UNIX Time-Sharing System", Mini-Micro Software, Vol. 6, No. 3, 1981, pp. 9-12.

[Ritchie 84a] Ritchie, D.M., "The Evolution of the UNIX Time- sharing System", AT amp;T Bell Laboratories Technical Journal, Oct. 1984, Vol. 63, No. 8, Part 2, pp. 1577–1594.

[Ritchie 84b] Ritchie, D.M., "A Stream Input Output System", AT&T Bell Laboratories Technical Journal, Oct. 1984, Vol. 63, No. 8, Part 2, pp. 1897–1910.

[Rochkind 85] Rochkind, M.J., Advanced UNIX Programming, Prentice-Hall, 1985.

[Saltzer 66] Saltzer, J.H., Traffic Control in a Multiplexed Computer System, Ph.D. Thesis, MIT, 1966.

[Sandberg 85] Sandberg, R., D.Goldberg, S.Kleiman, D.Walsh, and B.Lyon, "Design and Implementation of the Sun Network Filesystem", Proceedings of the USENIX Conference, Summer 1985, pp. 119–131.

[SVID 85] System V Interface Definition, Spring 1985, Issue 1, AT&T Customer Information Center, Indianapolis, IN.

[System V 84a] UNIX System V User Reference Manual.

[System V 84b] UNIX System V Administrator's Manual.

[Thompson 74] Thompson, K. and D.M.Ritchie, "The UNIX Time-Sharing System", Communications of the ACM, Vol. 17, No. 7, July, 1974, pp. 365–375 (исправлено и перепечатано в [Ritchie 78a]).

[Thompson 78] Thompson, K., "UNIX Implementation", The Bell System Technical Journal, Vol. 57, No. 6, Part 2, July- August, 1978, pp. 1931–1946.

[Weinberger 84] Weinberger, P.J., "Cheap Dynamic Instruction Counting", The AT&T Bell Laboratories Technical Journal, Vol. 63, No. 6, Part 2, October 1984, pp. 1815–1826.

Примечания

1

Организации, получившие права на перепродажу с надбавкой к цене за дополнительные услуги, оснащают вычислительную систему прикладными программами, касающимися конкретных областей применения, стремясь удовлетворить требования рынка. Такие организации чаще продают прикладные программы, нежели операционные системы, под управлением которых эти программы работают.

2

А что же версия IV? Модификация внутреннего варианта системы получила название «версия V».

3

В некоторых реализациях системы UNIX операционная система взаимодействует с собственной операционной системой, которая, в свою очередь, взаимодействует с аппаратурой и выполняет необходимые функции по обслуживанию системы. В таких реализациях допускается инсталляция других операционных систем с загрузкой под их управлением прикладных программ параллельно с системой UNIX. Классическим примером подобной реализации явилась система MERT [Lycklama 78a]. Более новым примером могут служить реализации для компьютеров серии IBM 370 [Felton 84] и UNIVAC 1100 [Bodenstab 84].

4

Каталог «/bin» содержит большинство необходимых команд и обычно входит в число каталогов, в которых ведет поиск командный процессор shell.

5

В главе 12 рассматриваются многопроцессорные системы; до того речь будет идти об однопроцессорной модели.

6

Сокращение bss имеет происхождение от ассемблерного псевдооператора для машины IBM 7090 и расшифровывается как «block started by symbol» («блок, начинающийся с символа»).

7

Буферный кеш представляет собой программную структуру, которую не следует путать с аппаратными кешами, ускоряющими косвенную адресацию памяти.

8

Из предыдущей главы напомним, что все операции ядра производятся в контексте процесса, выполняемого в режиме ядра. Таким образом, слова «другие процессы» относятся к процессам, тоже выполняющимся в режиме ядра. Эти слова мы будем использовать и тогда, когда будем говорить о взаимодействии нескольких процессов, работающих в режиме ядра; и будем говорить «ядро», когда взаимодействие между процессами будет отсутствовать.

9

Исключением является системная операция mount, которая захватывает буфер до тех пор, пока не будет исполнена операция umount. Это исключение не является существенным, поскольку общее количество буферов намного превышает число активных монтированных файловых систем.

10

Стандартный набор операций ввода-вывода в программах на языке Си включает операцию fflush. Эта функция занимается подкачиванием данных из буферов в пользовательском адресном пространстве в рабочую область ядра. Тем не менее пользователю не известно, когда ядро запишет данные на диск.

11

На примере 19978 файлов Маллендер и Танненбаум говорят, что приблизительно 85 % файлов имеют размер менее 8 Кбайт и 48 % — менее 1 Кбайта. Несмотря на то, что эти данные варьируются от одной реализации системы к другой, для многих реализаций системы UNIX они показательны. 

12

Чтобы изменить для себя корневой каталог файловой системы, процесс может запустить системную операцию chroot. Новое значение корня сохраняется в рабочей области процесса.

13

Как и в предыдущей главе, здесь под «процессом» имеется ввиду «ядро, действующее от имени процесса».

14

Все системные функции возвращают в случае неудачного завершения код -1. Код возврата, равный -1, больше не будет упоминаться при рассмотрении синтаксиса вызова системных функций.

15

В описании вызова системной функции open содержатся три параметра (третий используется при открытии в режиме создания), но программисты обычно используют только первые два из них. Компилятор с языка Си не проверяет правильность количества параметров. В системе первые два параметра и третий (с любым «мусором», что бы ни произошло в стеке) передаются обычно ядру. Ядро не проверяет наличие третьего параметра, если только необходимость в нем не вытекает из значения второго параметра, что позволяет программистам указать только два параметра.

16

Системная функция open имеет два флага, O_CREAT (создание) и O_TRUNC (усечение). Если процесс устанавливает в вызове функции флаг O_CREAT и файл не существует, ядро создаст файл. Если файл уже существует, он не будет усечен, если только не установлен флаг O_TRUNC.

17

Используемые в данном разделе термины «пользовательский контекст» (user-level context), «регистровый контекст» (register context), «системный контекст» (system-level context) и «контекстные уровни» (context layers) введены автором.

18

Очередность, в которой компилятор вычисляет и помещает в стек параметры функции, зависит от реализации системы.

19

Эти алгоритмы не следует путать с имеющими те же названия библиотечными функциями, которые могут вызываться непосредственно из пользовательских программ (см. [SVID 85]). Однако действие этих функций похоже.

20

Словами «выше» и «ниже» мы заменяем термины «высокий приоритет» и «низкий приоритет». Однако на практике приоритет может измеряться числами, более низкие значения которых подразумевают более высокий приоритет.

21

Использование сигналов в некоторых обстоятельствах позволяет обнаружить ошибки при выполнении программ, не проверяющих код завершения вызываемых системных функций (сообщил Д.Ричи).

22

В PDP 11 «магические числа» имеют значения, соответствующие командам перехода; при выполнении этих команд в ранних версиях системы управление передавалось в разные места программы в зависимости от размера заголовка и от типа исполняемого файла. Эта особенность больше не используется с тех пор, как система стала разрабатываться на языке Си.

23

Например, в версии V стандартные программы переименования файла (mv), копирования файла (cp) и компоновки файла (ln), поскольку исполняют похожие действия, вызывают один и тот же исполняемый файл. По имени вызываемой программы процесс узнает, какие действия в настоящий момент требуются пользователю.