Обработка ошибок
Существует два вида ошибок при обращении к странице:
1. отсутствие данных;
2. отказ системы защиты.
1.
2. Обращение к недопустимым страницам. Например, к адресу, выходящему за рамки виртуального адреса пространства.
Когда процесс пытается обратиться к недоступной странице, возникает прерывание, и процессор запускает программу обработки прерываний по отказу данного типа. Если информация отсутствует в системе, то ядро посылает процессу сигнал нарушения сегментации.
Если ссылка на страницу сделана правильно, то ядро выделяет физическую страницу в памяти и считывает в нее содержимое виртуальной страницы с устройства выгрузки или из исполняемого файла.
Системы смешанного типа со свопингом и подкачкой по запросу. Несмотря на то, что подкачка по запросу отличается гибкостью, возможна ситуация, когда сборщик страниц не сможет достаточно быстро освободить место в памяти из-за того, что все страницы принадлежат рабочему множеству процессов. Выход из этого в том, чтобы комбинировать подкачку по запросу и свопинг.
Когда ядро не может выделить процессу страницы памяти, оно возобновляет работу процесса подкачки и переводит процесс в состояние эквивалентное готовности к запуску будучи зарезервированным.
Управление вводом/ выводом
Подсистема управления вводом/ выводом позволяет процессам поддерживать связь с периферийными устройствами.
Периферийные устройства - это терминалы, принтеры, сети.
Драйверы - модули ядра, которые управляют устройствами.
Каждому устройству соответствует один драйвер. Возможна ситуация, когда для однотипных устройств используются разные драйверы.
Стадии конфигурации драйвера:
1. при подключении модуля
2. для plug-and-play устройств
Bios устанавливает для каждого драйвера свое прерывание:
- при подгруке модуля
- в модуле ядра
Результатом конфигурации является заполнение таблицы ключей. В таблице можно выделить два поля:
При обращении к жесткому диску ядро смотрит тип устройства (оно содержится в имени файла).
Существует два вида устройств:
1. символьные - - информация считывается и записывается посимвольно (принтер, сетевые карты, мыши)
2. блочные - информация считывается и записывается по блокам, блоки имеют свой адрес (диски)
К символьным устройствам относят те, к которым возможен последовательный доступ (мышь, модем), к блочным – произвольный доступ (винчестеры, диски).
Соответственно бывают блочные и символьные файлы.
Обращение происходит через буферный Кеш.
/dev/ - специальный каталог, для обращения к устройствам
Для работы с блочными используются команды open, close, read, write.
А для работы с символьными ioctl (для вызова). Создаются файлы командой mknod:
mknod имя_файла тип ст. устр-ва мл. устр-ва
(Пример): для создания файла, который будет отвечать за COM1:
mknod <имя файла><тип> major minor, где
major – номер типа устройства
minor – номер устройства заданного типа
Например, mknod /dev/tty/ S0 C 4 64
Старший номер устройства - это тип устройства, который указывается в таблице ключей, а младший номер - это номер устройства данного типа.
Возникновение прерывания побуждает ядро запускать программу обработки прерывания для данного типа устройств (тип устройства определяется по вектору), передавая ей номер устройства.
ПО ввода/вывода
Ключевые моменты:
1) независимость от устройств. Вид программы не должен зависеть от того, читает ли она данные с гибкого диска или с жесткого диска.
2) обработка ошибок. Ошибки следует обрабатывать как можно ближе к аппаратуре.
3) буферизация. Данные с устройств невозможно сразу записать туда, куда надо.
А) IP – пакет ядро/драйвер скачивает в буфер
Б) формирование звука
В) запись CD/DVD
Для решения поставленных проблем целесообразно разделить программное обеспечение ввода-вывода на четыре слоя (см. рис.)
1) Обработка прерываний
2) Драйверы устройств
3) Независимый от устройств слой операционной системы
4) Пользовательский слой программного обеспечения.
Многоуровневая организация подсистемы ввода-вывода
Способы работы с устройствами I/O