- •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);
7. Микроядро
Микроядро QNX-Neutrino инкапсулирует в себе системные свойства, необходимые для реализации встраиваемых систем реального времени, и включает в себя: сервис обмена сообщениями, синхронизацию и управление потоками и процессами, обработку внешних прерываний.
Микроядро поддерживает системные вызовы, которые декларируют интерфейс управления:
программными потоками (Thread);
механизмами передачи сообщений (Message);
механизмами передачи сигналов (Signal);
каналами обмена данными (Channel);
системными часами (Clock);
таймерами (Timer);
обработчиками прерываний (Interrupt);
средствами синхронизации потоков (Synch);
средствами диспетчеризации потоков (Sched).
Объекты ядра выполняют следующие функции:
Потоки (Thread) инкапсулируют исполняемый программный код.
Каналы (Channel) - это объект ядра, который используется потоком-сервером при реализации механизма передачи сообщений. Поток, который желает получить сообщение, создает канал (используя системный вызов ChannelCreate()), а затем получает сообщение из этого канала (используя вызов MsgReceive()).
Системное соединение (Connection) - это объект ядра, который используется потоком-клиентом при реализации механизма передачи сообщений. Поток, который желает послать сообщение к потоку, создавшему канал, должен создать соединение с каналом (используя вызов ConnectAttach()), а затем переслать сообщение (используя вызов MsgSend()).
Диспетчер сообщений (Dispatch) обеспечивает синхронизацию потоков при обмене сообщениями.
Импульс (Pulse) - неблокируемое сообщение фиксированного размера.
Таймер (Timer) – объект ядра, который периодически или однократно формирует события в заданные моменты времени.
Векторные сообщения (Vector) – объект ядра, который используется при передаче длинных сообщений, имеющих предопределенную структуру. В векторном сообщении выделяется заголовок и составные компоненты.
7.1. Запуск процессов
Для запуска процесса в файловой системе должен присутствовать файл с необходимым исполняемым программным модулем. Процесс можно запустить "вручную", с помощью командного интерпретатора shell, или из программы, используя специальные функции. При создании нового процесса происходит обращение к администратору процессов. В общем случае администратор процессов создает среду выполнения для нового процесса. После создания среды выполнения ядро выполняет запуск нити в этом процессе. Эта нить осуществляет некоторые подготовительные действия и вызовет функцию main(). Для некоторых функций порядок создания процесса имеет отличительные особенности.
7.2. Запуск процесса из shell
Для запуска процесса из командного интерпретатора достаточно в качестве команды указать имя файла исполняемого программного модуля. При этом процесс может запускаться с последующим ожиданием его завершения или без ожидания (в фоновом режиме). Например, если запускается процесс на основе программного модуля my_prog, находящегося в текущем каталоге, то команда:
$my_prog
запустит процесс и shell будет ждать его завершения, после чего только выдаст на экран приглашение для ввода следующей команды. Для запуска процесса в фоновом режиме команда должна включать опцию &:
$my_prog &
$
и приглашение к вводу следующей команды появляется немедленно.
Порядок запуска процессов ПРВ можно полностью возложить на shell. Для этого создаются сценарии запуска (скрипты или командные файлы). Это обычные текстовые файлы, в которых в качестве строк задаются команды shell. Командный интерпретатор рассматривает введение в качестве команды имени любого текстового файла как попытку выполнить скрипт.