1. Общий обзор архитектуры UNIX систем. 5

Краткий обзор UNIX подобных операционных систем. 5

Основные причины популярности UNIX. 5

Структура операционной системы. 5

Задачи выполняемые ядром операционной системы 6

Подсистема управления процессами. 7

Подсистема управления памятью. 7

Файловая подсистема. 8

Подсистема ввода-вывода. 8

2. Шеллы и основные команды HP-UX. 9

Общее знакомство с шелами 9

Bourne Shell. 10

C Shell . 42

Korn Shell и POSIX shell 57

Key Shell (keysh). 65

3. Администрирование системы X Window 69

Базовые концепции X Window 69

Компоненты системы X Window 69

Предварительное конфигурирование 70

Имена и классы клиентов 73

Имена и классы ресурсов 74

Типы ресурсов 74

Управление шрифтами 75

2. Программирование на HP-UX 82

Этап линкирования. 85

Работа с библиотеками 85

Создание архивной библиотеки. 89

Открытие Библиотек Распределеного доступа 91

Создание Общедоступной Библиотеки с ld 92

Модифицирование Общедоступной Библиотеки 93

Применение make 94

Отладчик ADB 103

Отладчик XDB 109

3. Примеры команд 110

VARIABLES 117

LOCATIONS 117

FORMATS 118

4. Системные вызовы и взаимодействие с UNIX. 119

Время в UNIX. 124

Сигналы. 131

Деления просесса 135

Пайпы и FIFO-файлы. 135

Нелокальный переход. 138

Разделяемая память 139

Семафоры 140

Очереди сообщений 142

5. Старт системы. 146

6. Run-levels. 150

Остановка системы 155

Конфигурирование ядра системы 158

7. Изменение системных параметров 161

Инсталирование периферии 164

Системная конфигурация 165

Управление процессами 173

Управление процессами и ядро системы 182

8. 1. Файловая система HFS. 185

Структура файловой системы HFS 186

Главный суперблок 186

Группы цилиндров 187

Размер 187

Блоки данных 189

Доступ к блокам данных 190

Модификация файлов в HP-UX 193

Менджер логических дисков LVM 194

Создание корневой VG и корневого LV 201

Резервное копирование и свосстановление конфигурации Volume Groups 202

Перемещение и переконфигурирование дисков 203

3. Особенности файловой системы VxFS 206

Монтирование и демонтирование файловых систем 208

Проверка файловых систем 209

10. Мониторинг использования дискового пространства 212

11. . Организация веб-сайта 214

Выбор операционной системы. 214

Выбор программного обеспечения сервера. 215

Анализ веб-серверов. 216

Инсталляция веб-сервера. 217

Стратегическое планирование. Определение объема работы. 221

Тактическое планирование сайта. Разработка структуры. 226

Дизайн интерфейса. 228

Программирование. 230

Публикация и Маркетинг. 233

12. Веб-страницы и веб-приложения. 235

Классификация веб-объектов. 235

Спецификация DTD. Понятие ортогональности и методы ее реализации. 236

Веб-страницы. Языки разметки. (HTML, XML) 237

Веб-страницы. Программирование (JavaScript, CSS, SSI, CGI, PHP) 261

Модульность и ортогональность с использованием существующих технологий. 288

Веб-приложения. 289

Общие требования к страницам сайта. 290

Совместимость с различными браузерами. 292

13. Конфигурация и управление веб-серверами. 295

Встроенные средства управления сервером. (apachectl, apxs) 295

Глобальные разделы конфигурации. 296

Вспомогательные скрипты – просмотр и ротация логов, статистика посещений. 299

Безопасность веб-сервера. 299

Организация доступа и разграничение прав пользователей. 303

. Подключение новых модулей и апгрейд программного обеспечения веб-сайта. 303

14. Администрирование веб-сервера. 304

Логгирование и поиск ошибок. 305

Обеспечение безопасности . 311

Создание резервных копий. Технологии: Backup, mirroring. 313

15. Система безопасности HP-UX 314

16. Политика и планирование системы безопасности 314

Установка Trusted Системы315

Управление паролями и системным доступом316

17. Управлением доступом к файлам и каталогам 317

Контроль безопасности сети (networks)319

1. Общий обзор архитектуры UNIX систем.

Краткий обзор UNIX подобных операционных систем.

В даный момент, не существует стандартной системы UNIX, вместо этого вы столкнетесь со множеством операционных систем, имеющих свои названия и особенности. Но за этими особенностями и названиями прослеживается общая архитектура, интерфейс и среда программирования. Все эти системы так или иначе являются родственными Из-за своей простоты, ясности, легкой способности к расширению и модификации UNIX стали переносить на множество платформ. Однако несмотря на множество реализаций базовой системы, среди всех них можно четко выделить две основные ветки: System V UNIX и BSD UNIX. Различия между ними не носят принципияльный характер и зачастую сказать к какой из веток принадлежит та или иная реализация операционной системы бывает сложно. К основным различиям между System V и BSD подобными системами можно отнести терминальную инициализацию, имена конфигурационных файлов и файлов инициализации системы, стандартный размер блоков файловой системы, управление терминалами, различное отображение информации о процессах и.т.п. Одним словом принципиальных различий с точки зрения пользователя между разными ветками операционной системы UNIX не существует. Рассматриваемая нами операционная система HP-UX 10.20 является одной из реализаций UNIX выпущенной фирмой Hewlett-Packard. По своей структуре это чистая System V подобная 32-х разрядная операционная система, включающая поддержку симметричных многопроцессорных систем (SMP), файловых систем большего объема (до 128Гб) и расширенного виртуального адресного пространства (до 3.75 Гб).

Основные причины популярности UNIX.

Каковы же причины популярности этой операционной системы ? В первую очередь это более чем трех десятилетний возраст. За этот период она полностью прошла проверку временем. Во вторых код системы практически полностью написан на языке высокого уровня С, что сделало ее простой для понимания, внесения изменений и переноса на другие аппаратные платформы. Некоторые из версий UNIX поставляются вместе с исходными текстами, однако даже несмотря на то что большинство UNIX поставляется в виде бинарных файлов, система все равно остается легко расширяемой и настраиваемой. Так же следует отметить тот факт что UNIX в изначально создавалась как мно­го­поль­зо­ва­тель­ская и многозадачная система ориентированная в первую очередь на выполнение серверных функций. Следует отметить и тот факт что UNIX практически изначально создавалась как сетевая операционная система (даже графическая оболочка UNIX система X Window является полностью сетевой), что позволило ей занять лидирующие позиции на рынке серверов для Интернет приложений и дало мощные встроенные средства удаленного администрирования. Не маловажную роль в популярности UNIX сыграла ее единая иерархическая файловая система с унифицированным доступом не только к файлам данных но и к аппаратным ресурсам таким как диски, терминалы, принтеры, сеть, память и.т.п.

Структура операционной системы.

В задачу операционной системы UNIX входит непосредственное управление ресурсами компьютера, распределение их между пользователями, скрывая от последних внутреннюю архитектуру аппаратного обеспечения, путем предоставления унифицированного интерфейса доступа к аппаратным ресурсам. К аппаратным ресурсам компьютера относится в первую очередь вычислительные ресурсы процессора, память и дисковое пространство, а также ряд периферийных устройств, таких как накопители на магнитных лентах, принтеры, терминалы, сетевые адаптеры и.т.п. Самый общий взгляд позволяет увидеть двухуровневую модель системы в том виде как она представлена на рис. 1.1.

Рис 1.1

В центре находятся аппаратные ресурсы компьютера с которыми непосредственно взаимодействует ядро операционной системы изолируя прикладные программы пользователя от особенностей аппаратной архитектуры. Ядро имеет определенный минимальный набор услуг представляемых прикладным программам. В первую очередь это операции ввода-вывода (открытие, закрытие, чтение, запись и управление файлами), создание и управление процессами, организация синхронизации и обмена данными между процессами, управление памятью (реальной и виртуальной).

Второй важнейшей функцией выполняемой ядром является защита операционной системы от разрушения со стороны пользовательских программ и реализация механизмов защиты данных в многопользовательской среде. Все пользовательские приложения пользуются услугами ядра посредством системных вызовов.

На втором уровне находятся приложения, как пользовательские, обеспечивающие интерфейс с пользователем так и системные, управляющие работой системы. Несмотря на различные выполняемые задачи, схемы их взаимодействия с ядром одинаковы.

Задачи выполняемые ядром операционной системы

Остановимся более подробно на структуре ядра операционной системы. Функционально его можно представить состоящим из трех основных подсистем: подсистемы управления процессами и памятью, подсистемы ввода-вывода и файловой подсистемы. Все современные микропроцессоры поддерживают виртуальную память, защищенный и многозадачный режим работы. Последний подразумевает выделение кванта процессорного времени определенной задачи с последующим переключением на другую задачу

Каждая задача имеет идентификатор уровня защиты, некоторые команды из системы команд процессора могут выполняться на любом уровне защиты, но есть привелигированные команды выполнение которых возможно лишь задачей имеющей нулевой уровень привилегии. Ядро операционной системы работает на нулевом уровне защиты, только оно имеет непосредственный доступ к физической памяти, системным регистрам процессора и портам ввода вывода. Пользовательские программы общаются с ядром посредством системных вызовов, представляющих собой команду приводящую к переключению процесса в контекст ядра, передачей параметров ядру. Затем ядро проверяет корректность параметров, права пользовательского процесса на возможность выполнения данного системного вызова и лишь после этого переходит к непосредственному выполнению всех низкоуровневых действий необходимых для исполнения пользовательского запроса. Благодаря этому достигается защита критически важных данных ядра от случайного или преднамеренного разрушения со стороны пользователя.

Второй из важнейших функций ядра является обработка исключительных ситуаций возникающих в результате работы операционной системы и представляющим собой програмные прерывания. К последним относятся ошибки защиты (на пример попытка прикладной программы получить доступ к портам ввода-вывода или чужой области памяти), ошибки в работе оборудования, а также системные события возникающие при нормальной работе операционной системы. Некоторые из исключительных ситуаций приводят к аварийному завершению системы (ошибки оборудования или исключительная ситуация возникшая во время обработки исключительной ситуации), некоторые к аварийному завершению пользовательской программы при этом возможен сброс на диск в файл образа процесса вызвавшего исключительную ситуацию c целью дальнейшего анализа отладчиком, а некоторые просто жизненно необходимы для нормального функционирования операционной системы (одна из таких исключительных ситуаций будет рассмотрена ниже).

Подсистема управления процессами.

Запущенная на выполнение программа порождает в системе один или больше процессов. Подсистема управления процессами отвечает за создание и уничтожение процессов, распределения ресурсом между процессами, синхронизацю и межпроцессное взаимодействие. Так как в данный момент времени на одном процессоре может выполняться лишь одна задача ядро операционной системы в зависимости от приоритета задачи выделяет ей определенный квант процессорного времени по истечению которого происходит переключение на следующую задачу. При этом исключается возможность захвата всех ресурсов процессора одной задачей и создается эффект параллельного выполнения нескольких задач.

Подсистема управления памятью.

Подсистема управления памятью управляет выделением, размещением и освобождением памяти для прикладных задач. Прикладные программы никогда не используют физическую память напрямую, т.к. все современные операционные системы реализуют так называемую виртуальную память объем которой может превышать объем физической памяти. При этом задействуется механизмы страничной адресации памяти в которых все виртуальное адресное пространство разделяется на небольшие блоки – страницы. Размер страницы варьируется в зависимости от архитектуры, для архитектуры HP PA-RISC это 2К, для Intel это 4K. Каждая страница имеет специальные атрибуты которые определяют права доступа к ней, факт присутствия в физической памяти, частоту обращений и.т.п. Преобразование из виртуального адреса в физический осуществляется аппаратно. Данная схема адресации дает ряд неоспоримых преимуществ которые используются всеми современными операционными системами. А именно: возможность экономии физической памяти путем совместного использования одних и тех же страниц виртуальной памяти разными процессами, реализация разделяемой памяти, а также возможность использования вторичных устройств в качестве устройств памяти что позволяет задачам задействовать виртуальной памяти больше чем есть реально физической памяти в системе. Реализуется это следующим образом: в случае нехватки физической памяти, ядро сбрасывает на внешний носитель (как правило диск) страницы к которым наиболее долго не было обращений, а так же при обращении к странице которой реально нет в физической памяти процессор генерирует исключительную ситуацию обработчик которой загружает страницу обратно с внешнего носителя в физическую память. Этот процесс носит название пейджинг или свопинг.

Файловая подсистема.

Файловая подсистема ядра предоставляет унифицированный интерфейс для доступа к данным находящимися на дисках и других внешних устройствах. Она обеспечивает контроль прав доступа к файлам со стороны прользователя т.к. каждый файл имеет атрибуты доступа определяющие права доступа к нему со стороны определенного прользователя или групп пользователей.

Подсистема ввода-вывода.

Подсистема ввода-вывода обслуживает запросы файловой подсистемы и подсистемы управления процессами для доступа к периферийным устройствам (сетевые адаптеры, диски, терминалы …). Также она обеспечивает буферизацию и кеширование данных и взаимодействует с драйверами устройств – специальными модулями ядра непосредственно работающими с внешними устройствами.

2. Шеллы и основные команды HP-UX.

2.1.1 Общее знакомство с шелами

2.1.2 Смена шела

2.2.1 Bourne Shell

2.2.1.1 Основные возможности Shell.

2.2.1.2 Shell скрипты

2.2.1.3 Основы программирования на языке shell

2.2.1.4 Некоторые специальные команды

Общее знакомство с шелами

Шелл это интерфейс между операционной системой и пользователем. Шелл интерпретирует пользовательский ввод и дает указания операционной системе выполнить те или иные действия. Шелл можно также рассматривать как язык программирования.

Bourne Shell. Это самый старейший из шелов который был написан Стэфаном Борном в Лаборатории Беэлла. Этот шелл является шелом по умолчанию для HP-UX пользователей и долгое время был стандартом де факто.

Bourne Shell не имеет в своем арсенале ни интерактивных возможностей ни сложных программных конструкций в отличии от С и Korn шеллов.

C Shell. Этот шел был разработан Биллом Джоем в Калифорнийском Университете Беркли. Его синтаксис имеет сходство с языком программирования С. Он также имеет интерактивный интерфейс например историю команд и раскрытие имен файлов.

Korn Shell. Он является относительно новым шелом разработанным Девидом Корном в Лаборатории Бэлла и является вверх совместимым с большинством возможностей Bourne Shell. Так же как и С shell он имеет интерактивные возможности, но выполняется быстрее имеет расширенные возможности редактирования командной строки.

POSIX shell. Этот шелл базируется на стандарте определенном в Portable Operation System Interface (POSIX) – IEEE P1003.2. Этот стандарт был разработан для прикладных и системных программистов. Он фактически определяет стандарт на интерфейс операционной системы. Большинство возможностей POSIX Shell очень сильно схожи с аналогичными возможностями Korn Shell-a. Мы будем рассматривать оба этих шела едино, указывая лишь небольшие различия между ними. POSIX Shell имеет тоже имя что и Bourne Shell поэтому он помещен в /usr/bin/posix директорию в отличии от Bourne Shell, который находится в директории /usr/bin.

Key Shell. Это оболочка для Kourn Shell-a разработанная фирмой Hewlett-Packard. Она позволяет использовать меню и онлайн помощь помогая в построении команд и выполнению ряда часто встречаемых задач, таких как просмотр, редактирование и печать файлов, просмотр содержимого директории и.т.п. Построена она таким образом что пользователь может сам в дальнейшем

расширять ее возможности.

Bash. Название этого шела расшифровывается как Bourne Again Shell. Он бы разработан консорциумом Free Software Foundation и несмотря на то что по умолчанию он отсутствует в стандартной поставке HP-UX 10.20, в следствии своих мощных функциональных возможностей он пользуется огромной популярностью среди пользователей и администраторов HP-UX. Его интерпретатор команд совместим с Bourne Shell. Также он вместил в себе полезные возможности Korn C шеллов. Он разрабатывался в сооответствии со спецификациями IEEE POSIX Shell and Tools specification (IEEE Working Group 1003.2).

2.1.2 Смена шела

Для того чтобы определить Ваш системный шелл достаточно сразу после логина выполнить команду:

echo $SHELL

она показывает содержимое переменной SHELL в которую система прописывает Ваш шелл установленный по умолчанию. Для временной смены шела достаточно выполнить запуск желаемого шела в текущем:

$ ksh запуск Kourne Shell

$ ps печать списка процессов

PID TTY TIME COMMAND

12320 pts/2 0:00 sh Bourne shell

12322 pts/2 0:00 ksh Korn Shell

12323 pts/2 0:00 ps

$ exit выход из Korn Shell-a

Для постоянной смены шела устанавливаемого системой после входа (login shell) необходимо выполнить команду:

chsh <ваш_логин> <полное_имя_шела>

Замечание: список шелов доступных в системе для пользователей находится в файле /etc/shells

Bourne Shell.

2.2.1.1 Основные возможности Shell.

Запуск шелла и выход из шелла

Для запуска Bourne Shell достаточно ввести sh в текущем шеле. Выход из шела возможен либо по команде exit либо введя в терминале символ коца файла Ctrl-D.

Последовательное выполнение команд.

Несколько команд можно последовательно выполнять разграничивая точкой с запятой. Например, фрагмент

$ who

$ ps –ef

$ ls –l

и

$ who; ps –ef; ls -l

дадут полностью одинаковый результат.

Фоновое выполнение.

Запуск программы в фоновом режиме (без блокировки текущего шела) достигается добавлением в конец команды знака &

Перенаправление ввода-вывода.

Каждая запущенная программа имеет три ассоциированных канала: стандартный ввод, стандартный вывод и стандартный канал диагностики ошибок. По умолчанию стандартный ввод закреплен за клавиатурой а стандартный вывод и канал ошибок закреплены за монитором. Однако шелл позволяет связать эти каналы с файлами абсолютно прозрачно для выполняемой программмы, т.к. изменения вывода и ввода осуществляются на системном уровне. Примеры перенаправлений ввода-вывода:

Пайпы. Две или более программ могут быть объединены таким образом что результат одной программы попадет на вход другой. При этом данные от одной программы к другой следуют через програмный канал, например:

program1 | program2 | program3

или более реалистичный пример:

ls –l /etc | more

Примечание: пайпы всегда работают лишь в одном направлении – со стандартного выхода одной к стандартному входу другой программы.

Расширение имен файлов.

В целях уменьшения количества набираемых символов при вводе имен файлов шел поддерживает метасимволы. Нпример для того чтобы вывести листинг всех файлов в текущей директории имена которых начинаются с буквы a достаточно воспользоваться командой ls –l a*

ниже приведена таблица основных метасимволов

2.2.1.5 Shell скрипты

Выполнение скриптов.

Несколько команд обьедененных одной последовательностью выполнения называется скриптом. Например последовательное выполнения команд, пайпы являются простейшими скриптами. Обычно команды из которых состоят скрипты сохраняют в файлах. Для запуска скрипта можно воспользоваться двумя методами:

sh <имя_файла_скрипта >

или установить атрибут выполняемости на файл командой

chmod +x <имя_файла_скрипта >

После чего можно выполнять скрипт:

./<имя_файла_скрипта >

Вывод текста.

Для формирования вывода текстовой информации в скриптах используют команду

echo “строка ”

Файл .profile .

Каждый раз во время входа в систему Bourne Shell автоматически запускает файл .profile (скрипт) находящийся в вашей домашней директории. Этот скрипт устанавливает “окружение” в котором Вам предстоит работать. Это различные переменные окружения отвечающие за вид системной подсказки, путь поиска исполняемых файлов, тип терминала и.т.п. Приведем список основных переменных окружения.

· PATH устанавливает путь поиска исполняемых файлов и представляет собой набор директорий разделенных двоеточием

· MAIL определяет имя файла почтового ящика для уведомления о приходе новой электронной почты

· MAILCHECK параметр показывающий как часто (в секундах) следует проверять почтовый ящик на предмет прихода новой почты

· HOME определяет домашний каталог (каталог по умолчанию). Команда cd без параметров выполняет переход в этот каталог.

· PS1 основная системная подсказка (по умолчаию $)

· PS2 вторичная системная подсказка (по умолчанию >)

· SHELL имя логин шелла пользователя

· TERM тип терминала пользователя

· EDITOR имя текстового редактора по умолчанию

Устанавливать переменные окружения можно по разному. Например команды

PATH=/bin:/usr/bin:/usr/sbin:/usr/contrib/bin:/usr/local/bin

и

PATH=/bin:/usr/bin:/usr/sbin

PATH=$PATH: :/usr/contrib/bin:/usr/local/bin

полностью эквивалентны. Для того чтобы эти переменные вошли в системное окружение (кроме шела, стали доступны и другим программам) необходимо выполнит команду

export <имя_переменной>

Комментарии .

Текст следующий за символом # рассматривается шелом как комментарий и не оказывает никакого влияния на работу скрипта.

Основы программирования на языке shell

Параметры.

В дополнение к стандартным параметрам шела можно создавать свои параметры, кторые затем можно использовать в командах. Например

$ x=test

$ echo $x

test

$ aaa=/

$ ls $aaa

cdrom home nsmail tcb var

SD_CDROM dev lib opt tmp

TT_DB etc lost+found sbin tmp_mnt

Bin export net stand usr

При включении параметров в строку или в выражение знак $ должен предшествовать параметру. Также необходимо пользоваться следующими правилами:

${parameter} значение параметра заключенного в скобки будет использовано в выражении. Скобки {} используются когда за параметром следуют буквы или цифры не относящиеся к парамаметру. Например если значение параметра xxx равно test то значение выражения ${xxx} 123 будет равняться test123

${parameter:-word} если параметр установлен и не пустой то результатом выражения будет являться значение параметра, в противном случае в результате будет использовано значение параметра word . Например: ${xxx:-/usr/bin/sh}

если xxx пустой то результатом выражения будет являться строка /usr/bin/sh

${parameter:=word} если параметр неустановлен или пустой, тогда значение word будет результатом выражения.

${parameter:+word} если параметр установлен и не пустой, тогда результатом выражения является word , в противном случае результат пустой.

Аргументы командной строки.

Когда Вы запускаете на выполнение программы, Вы можете передавать ей один или больше аргументов. Шелл скрипты имеют доступ к этим аргументам посредством параметров $0, $1, $2 …$9 . Если аргументов больше девяти, их значения помещаются в буффер и могут быть доступны с использованием команды shift которая будет обсуждаться ниже. Параметр $0 всегда принимает значение имени выполняемого файла, $1 – первого аргумента командной строки, $2 – второго, и.т.п.

Количество агрументов командной строки всегда можно узнать проанализировав параметр $# . В том случае если Вам необходим один параметр содержащий все аргументы командной строки разделенные пробелом нужно воспоьзоваться параметром $* .

Для получения доступа к аргументам с номером больше девяти необходимо воспользоваться командой shift. После очередного выполнения команды shift происходит сдвиг на один элемент в буффере параметров в результате которого значение параметра $2 получает параметр $1, значение параметра $3 получает $2, и.т.п. Используя цикл (цыклы будут рассвотрены ниже) в сочетании с командой shift можно получать доступ ко всем аргументам командной строки с номерами превышающими 9.

Квотинг.

Очень часто случаются ситуации когда необходима особая трактовка тех символов которые шелл воспринимает как спец символы. Например случай когда строку текста включая пробелы нужно передать как один аргумент или знак $ должен не быть воспринят как указатель на параметр. Для этих целей используется квотинг (quoting).

Например символ бекслэша ( \ ) можно использовать для квотинга символа $ .

$ param=aaa

$ echo $param

aaa

$ echo \$param

$param

В сочетании с бекслэшем для квотинга можно использовать двойные кавычки. Например:

echo "$param is a \"new directory\""

aaa is a "new directory"

При этом знак $ внутри двойных кавычек интерпретируется как указатель на параметр а бэкслэш используется для “экранирования” внутренних кавычек.

Одинарные кавычки также можно использовать для квотинга но в отличии от двойных они “экранируют” все что находится внутри них. Разница сразу становится понятной после замены в предыдущем примере двойных кавычек однираными:

$ echo '$param is a \"new directory\"'

$param is a \"new directory\"

Подстановка команд.

Символ обратного ударения ( ` ) используемый в скриптах указывает на подстановку команд. Это подразумевает что результат вывода команды подставляется в шелл как параметр. Нпример:

$ echo "The current date is `date`"

The current date is Sat Jan 6 04:16:35 GMT 2001

или

$ users=`who`

$ echo "Users currentrly logged in the system:\n $users"

Users currentrly logged in the system:

root console Jan 6 03:57

roman pts/0 Jan 5 23:12

Условия.

Очень часто случаются ситуации при написании скриптов когда необходимо выполнять те или иные команды в зависимости от конкретных условий.

Например, нужно отсортировать файл, а в случае его отсутствия вывести сообщение об ошибке. На этот случай шелл имеет условный оператор, и указанная задача решается с его использованием следующим образом:

if test –f $1

then

sort $1

else

echo “file $1 doesn’t exist”

fi

Условный оператор имеет следующий синтаксис:

if <список_комманд1>

then <список_комманд2>

elif <список_комманд3>

then <список_комманд4>

…..

else <список_коммандN>

fi

Оператор ifпроверяет статус выполненной команды (в данном примере test –f)

И в случае успеха (программа возвращает 0) выполняет команды стоящие после then, в противном случае выполняются команды else/elif.

Наиболее часто используемой командой в оператореусловия является команда test . Она имеет множество опций, полный список которых можно получить обратившись к ее документации выполнив команду man test.Очень часто вместо команды test используют команду [ которая является ее фунуциональным аналогом. Здесь приводится лишь краткий список основных опций команды test.

-r file возвращает успех если файл существует и доступен для чтения.

-w file возвращает успех если файл существует и доступен для записи.

-x file возвращает успех если файл существует и выполняемый.

-f file возвращает успех если это регулярный файл.

-d file возвращает успех если это директория.

-c file возвращает успех если это специальный файл.

-s file возвращает успех если файл имеет ненулевой размер.

-h file возвращает успех если это симлинк.

-z s1 возвращает успех если длинна строки s1 нулевая.

-n s1 возвращает успех если длинна строки s1 ненулевая.

s1 = s2 проверка двух строк на равенство.

s1 != s2 проверка двух строк на неравенство

s1 возвращает успех если строка s1 непустая

n1 -eq n2 Алгебраическая проверка двух чисел n1 и n2 на

равенство. Помимо –eq есть еще ряд опций для алгебраического

сравнения такие как -ne, -gt, -ge, …

Все вышеперечисленные условия могут обьеденяться с использованием логических операторов:

! отрицание

-a Бинарный И

-o Юинарный ИЛИ (-а имеет приоритет больший чем –о)

( expr ) Группировка выражений скобками

Ввод данных.

Для ввода иданных в скрипт можно воспользоваться командой

read [parameter …]

которая в качестве аргументов принимает список из одного или более параметров.

Примечание: знак $ перед именем параметра в команде read ставить не нужно.

Циклы.

Очень часто при составлении скриптов простого последовательного выполнения бывает недостаточно. Необходимы механизмы которые позволяли бы выполнять команды с изменяющимися параметрами. Для этих целей шелл предоставляет в распоряжение три цикличекие конструкции: циклы for,while и untill .

Цыкл for

Этот тип циклов позволяет выполнять один и тот же набор команд каждый раз с новыми значениями полученными из списка параметров. Он имеет следующий формат:

for parameter [ in wordlist ]

do command-list

done

где parameter это любое имя параметра, wordlist – один или несколько значений последовательно присваиваемых параметру, command-list – набор команд выполняемых при каждом проходе цикла. wordlist может быть либо просто набором аргументов разделенных пробелом, либо командой шелла которая генерирует сама аргументы. Например следующий скрипт:

for i in 1 2 3 4 5

do

if mkdir $i

then

echo “directory $i was created”

fi

done

создает последовательно директории с именами 1 2 3 4 5 и в случае успешного создания директории выдает сообщение. Следующий скрипт:

for i in `ls a*`

do

cp $i /tmp

echo “$i was copied”

done

копирует все файлы начинающиеся с буквы a из текущего каталога в каталог /tmp.

Цикл while

while command-list1

do command-list2

done

этот цикл запускает команды из списка command-list1, и если последняя команда из списка выполнилась успешно (код возврата равен 0) то начинают выполняться команды из списка command-list2, в противном случае цикл заканчивается. Цикл из следующего примера:

while [ -r $1 ]

do

echo “processing $1”

cat $1 >> summary

shift

done

по очереди считывает аргументы командной строки, в случае когда в текущем каталоге присутствует файл доступный на чтение с именем совпадающим с этим аргументом, содержимое этого файла дописывается к файлу с именем summary. В противном случае, скрипт прекращает свою работу.

Цикл util

until command-list1

do command-list2

done

конструкция этого цикла полностью аналогична циклу while за исключением того что тело цикла (набор команд command-list2) выполняется как минимум один раз не зависимо от успешности выполнения условия цикла (набор команд command-list1).

Оператор case

Оператор case является расширением стандартного условного оператора if . Если есть условие при котором может реализовываться множество вариантов то вместо серии операторов if лучше использовать один case .

case parameter in

pattern1 [ | pattern2 …] ) command-list1 ;;

pattern2 [ | pattern3 …] ) command-list2 ;;

…

esac

шаблоны pattern определяют варианты параметра parameter. При совпадении параметра с одним из шаблонов будет выполнен соответствующий список команд command-list. В квадратных скобках ([ | pattern2 …] ) указаны дополнительные варианты разделенные символом ( | ) которые может принимать parameter помимо основного. Заканчивается список шаблонов скобкой. Более понятней структура этого оператора станет после рассмотрения примера:

case $i in

-d | -c ) mkdir dir1

echo “directory dir1 was created” ;;

-r ) rmdir dir1

echo “directory dir1 was removed” ;;

* ) echo “invalid option” ;;

esac

В этом примере скрипт получив при запуске один из аргументов –d или –c попытается создать директорию с именем dir1 , получив аргумент –r попытается ее стереть. Во всех остальных случаях (шаблон *) он выдаст предупреждение о неправильном аргументе.

Примечание: обратите внимание на то что порядок следования гшаблонов в операторе case имеет большое значение. Так если строку

* ) echo “invalid option” ;;

поставить в самое начало, то на ней будет все время терминироваться скрипт.

Команда . (точка )

Каждый раз когда Вы запускаете шелл программы, создается еще одна копия шелла в которой они выполняются. Поэтому если Вы написали шелл скрипт, то все переменные “живут” только во время выполнения скрипта. Если вы хотите чтобы все переменные из шелл программы были в вашем текущем окружении запускать скрипт нужно в текущем шеле, это достигается использованием команды . (точка).

. scriptname

Команда eval

eval [arg ...]

Аргументы читаються и соединяются в одну команду. Затем эта команда выполняется шеллом и статус выхода команды возвращается как результат команды eval. Если аргументы в команде отсутствуют или пустые то команда возвращает нулевой статус.

В качестве примера рассмотрим два скрипта:

d=’date &’ ; $d

и

d=’eval date &’ ; $d

первый из них не выполнится так как команда date воспримет символ & как аргумент а не как признак запуска в фоновом режиме, в результате чего первый скрипт не выполнится в отличии от второго.

Использование метасимволов.

Во всех конструкциях циклов и операторе case возможно использование метасимволов. Например скрипт из примера оператора цикла for

for i in `ls a*`

do

cp $i /tmp

echo “$i was copied”

done

можно переписать в более простом виде

for i in a*

do

cp $i /tmp

echo “$i was copied”

done

результат будет один и тот же.

2.3.1 Некоторые специальные команды

Разделители && и ||

Это условные разделители. При разделении двух команд с помощью && вторая команда выполнится лишь в том случае когда первая завершится успешно. При разделении команд с помощью || вторая выполнится лишь тогда когда первая закончилась неуспешно (код возврата не равен нулю).

Например при выполнении скрипта:

test –d /usr/tools && cd /usr/tools

test –d /usr/tools || echo “directory doesn’t exist”

вход в директорию /usr/tools будет произведен только при ее наличии, в противном случае будет выдано сообщение о ее отсутствии.

Определение функций

Для сокращения обьема шелл программ и упрощения их понимания и сопровждения шелл допускает введение и использование функций. Для опредения функции используется следующий синтаксис:

name () { list ; }

где name – это имя функции, а list – список команд из которых состоит тело функции. Ниже приведен пример функции возвращающей 0 если аргумент переданный ей является директорией и 1 в противном случае.

dir_test () {

if [ -d $1 ]

then

echo “$1 is a directory”

return 0

else

echo “$1 is not directory”

return 1

fi;

}

вызов функции осуществляется следующим образом

name [ parameter … ]

например в нашем случае это можно сделать так

dir_test /usr/bin/sh

Перенаправление ввода-вывода

Как было сказано выше для перенаправления ввода-вывода используються символы (> перенаправление вывода, >> перенаправление вывода с добавлением в файли < перенаправление ввода). Кроме этого существует еще ряд конструкций, одна из которых:

<< [-] word

при этом все линии от первой и до содержащей строчку word будут использоваться как входные данные. Например:

$ cat<<mark

> These words will be printed

> the cat command until the "mark"

> word is found

> mark

These words will be printed

the cat command until the "mark"

word is found

$

Если перед строчкой word стоит минус то все символы табуляции в начале строк будут вырезаны.

Другой часто используемой конструкцией при перенаправлении ввода-вывода является:

<& цифра

>& цифра

При этом задействуется файловый дискриптор ассоциированый с указаной цифрой. В большинстве программ со стандартным вводом связан дискриптор 0, со стандартным выводом дискриптор 1, и со стандартным потоком ошибок дискриптор 2. Все программы которые работают друг с другом через пайпы по умолчанию пользуються дискрипторами 0 и 1. Наиболее часто используемые перенаправления это 1>&2 и 2>&1. Рассмотрим следующий пример из которого станет понятен смысл этих конструкций:

$ ls /no/such/file > out

/no/such/file not found

$ cat out

$

$ ls /no/such/file >out 2>&1

$ cat out

/no/such/file not found

$

первая команда пытается вывести листинг не суцествующего файла перенаправив стандартный вывод в файл out. Файл out при этом оказывется пустым т.к. сообщение об ошибке выводится в стандартный поток ошибок и появляется на терминале. Вторая команда объединяет стандартный поток ошибок со стандартным выводом который перенаправлен в файл out. При этом сообщения об ошибке попадают в файл, о чем свидетельствует команда cat.

Команда exec

exec [arg …]

Эта команда выполняет замещение текущего шела новым шелом или программой. Разница между простым запуском шела и запуском через exec становится очевидной на следующем примере:

$ ksh

$ ps

PID TTY TIME COMMAND

2125 pts/0 0:00 ksh

2094 pts/0 0:00 sh

2126 pts/0 0:00 ps

$

$ exec ksh

$ ps

PID TTY TIME COMMAND

2127 pts/0 0:00 ps

2094 pts/0 0:00 ksh

$

Команда expr

expr expression { +, -, \*, /, *, =, \>, \>=, \<, \<=, != } expression

Это очень полезная команда для выполнения арифметических операций в шелл скриптах. Например:

x=10

expr $x + 5

y=`expr $x – 10`

if expr $x \<= $y

then

echo “$x is less or equal than $y”

fi

Команда set

Эта команда используется во многих модификациях. Основное назначение – это устанавливать значение параметров. Если Вы просто запустите эту команду без аргументов то увидите все параметры вашего окружения, большинство из которых было установлено при входе в систему из файла .profile.

Наример команда:

set bob brr kab ram

установит параметры $1, $2, $3, $4 следующим образом $1=”bob”, $2=”brr”, $3=”kab”, $4=”ram”. Команда set имеет множество опций, полный список которых можно получить обратившись к man-странице (man set).

Команда trap

Команда trap ожидает приход сигналов посланных шелу (от внешних процессов или сигнал от шела вследствии неуспешного запуска программы) и выполняет их обработку.

trap [command_list ] [s1 …]

Когда trap получает сигнал s1 (сигналы s2 …) она выполняет список заранее предопределенных в command_list команд. Если s1 равен 0, то команды запускаются когда шелл заканчивает свою работу. Команда trap запущенная без аргументов выдает на печать список команд ассоциированных с каждым из номеров сигналов. Ниже приведен краткий список наиболее часто используеиых сигналов.

Попытка перехватить 11-й сигнал (memory fault) приводит к ошибке. Сигнал с номером 9 не может быть перехвачен т.к. он не перехватывается в принципе.

Очень часто возникает ситуация когда скрипт в процессе работы создает временные файлы которые затем нужно удалить, но в случае прерывания процесса какимто из сигналов эти файлы не будут удалены. Эта проблема решается в следующем примере:

trap “echo ‘removing temporaty file’ rm /tmp/temp” 0 1 2 3 15

Команда pwd

Эта команда показывает текущую рабочую директорию.

Команда type

type [ prog_name …]

Эта команда ищет каталог в котором находится запускаемая программа указанная в аргументе команды.

Команда times

Эта команда выдает информацию о времени выполнения процесса запущеного из шелла.

Параметры устанавливаемые шеллом

Основные опции для запуска Bourn Shell

При запуске шела в restricted mode запрещается:

· Изменение директории командой cd

· Устанавливать переменную окружения PATH

· Запускать программы содержащие в имени символ /

· Перенаправлять ввод-вывод

C Shell .

2.3.1 Общие сведения.

2.3.2 История команд

2.3.3 Алиасы, подстановка команд, метасимволы

2.3.4 Переменные csh

2.3.5 Задания

2.3.6 Скрипты

2.3.7 Управляющие структуры скриптов.

2.3.1 Общие сведения.

csh это командный интерпретатор HP-UX и язык программирования высокого уровня используемый для трансляции команд вводимых пользователем в системные действия такие как запуск программ, перемещение по директориям файловой системы, управление информационными потоками между программами. csh в отличии от Bourne Shell имеет ряд дополнительных полезных возможностей

· Буфер истории команд

· Механизм алиасов

· Расширеный, С-подобный командный язык

Выход из шелла может осуществляться несколькими способами: по команде exit (либо logout если это логин шелл) и также в зависимости от переменной окружения ignoreoff если она не установлена, топо комбинации клавиш Ctrl-D.

Запуск шелла

В зависимости от того является ли csh Вашим логин-шеллом возможны различные сценарии его запуска. При запуске csh проверяет файлы:

/etc/csh.login Если csh это логин-шелл и этот файл существует, то он

выполняется

.cshrc Если этот файл существует в вашем домашем каталоге,

то он выполняется в любом случае.

.login Если csh это логин-шелл и этот файл существует в

домашнем каталоге то он выполняется

.logout Если этот файл существует в домашнем каталоге, то он

выполняется всякий раз при выходе из шелла если это

логин-шелл

Установка переменных

Существуют два типа переменных которые могут быть устаовлены в .cshrc и .login, это локальные переменные, которые не передаются дальше порождаемым из шелла процессам и носят название локальных переменных и глобальные переменные, которые становяться доступными всем процессам порожденным из шелла и носят название переменных окружения. Локальные переменные устанавливаются командой set , глобальные – командой setenv.

2.3.2 История команд

csh поддерживает так называемый буфер команд в котором храняться последние введенные команды называемые событиями. Размер буфер определяет переменная history. Переменная savehistory определяет сколько команд буфера подлежит сохранению перед выходом из шела. Наиболее оптимальным размером буфера считается буфер на 10 … 20 команд. Просмотр буфера возможен по команде history. Подстановка команд из буфера осуществляется с использованием символа восклицательного знака ( ! ). Переменная prompt отвечает за вид системоной подсказки.

Например, выполнив команду:

% set prompt='[\!] % '

[2] %

можно изменить стандартную системную подсказку на новую в которой в скобках отображается номер последнего события. Повторный запуск событий из буфера может осуществляться по:

· По номеру события: !n где n – это номер события в буфере

· Относительному номеру события относительно текущего события:!-n

· Тексту события: !word где word – первые несколько символов события. Например набрав один раз команду history, в следующий раз можно использовать вместо этого команду !h.

Как специальный случай следует отметить команду !! которая запускает повторно самое последнее событие.

csh также допускает использование аргументов команд находящихся в буфере при посторении новых команд. Каждый аргумент в событии хранящемся в буфере нумеруется начиная с нуля (нулевой аргумент – имя самой команды). Последний аргумент еще представляется знаком ( $ ), первый аргумент знаком ( ^ ). Для ссылки на на аргумент события нужно после номера события через двоеточие ( : ) ввести номер аргумента или его обозначение. Например:

cruiser 4: ls -l .cshrc

-rw-r--r-- 1 roman users 814 Jan 2 23:08 .cshrc

cruiser 5: history

1 ls -l .profile

2 history

3 cat .profile

4 ls -l .cshrc

5 history

cruiser 6: cat !4:$

cat .cshrc

#

# Default user .cshrc file (/usr/bin/csh initialization).

set path=( $path )

# Set up C shell environment:

if ( $?prompt ) then # shell is interactive.

set history=20 # previous commands to remember.

set savehist=20 # number to save across sessions.

set system=`hostname` # name of this system.

set prompt = "$system \!: " # command prompt.

endif

2.3.3 Алиасы, подстановка команд, метасимволы

csh предоставляет дополнительные удобства в виде командных алиасов. Например, вместо того чтобы каждый раз при необходимости вывести полный листинг директории или при выходе из шелла набирать набирать полные команды, можно создать их сокращенные псевдонимы (dir и x):

alias dir ls –als

alias exit x

для снятия алиаса нужно воспользоваться командой unalias :

unalias dir

чтобы просмотреть список всех алиасов имеющихся в данный момент нужно ввести команду alias без параметров.

Подстановка команд

Подстановка команд в csh выполняется полностью аналогично подстановке в Bourne Shell рассмотреной перед этим:

cruiser 7: set dir=`pwd`

cruiser 8: echo $dir

/home/roman

cruiser 9:

Метасимволы

Все етасимволы включая синтаксические ( ; | () & || && ) а так же файловые ( ? * [] ~ ) и метасимволы квотинга ( \ ‘ “ ) в csh имеют тот же смысл что и рассмотренные перед этим в Bourne Shell.

2.3.4 Переменные csh

Цифровые переменные csh

Команда at ( @ ) назначает цифровой переменной арифметическое значение, точно так же как и команда set назначает значение стороковой переменной. Значением цифровых переменных являются десятичные целые.

% @ sum=( 1 + 2 )

% echo $sum

3

Основные арифметические операции в csh

Основные логические операции в csh

Кроме этих операций есть еще ряд логических операций которые должны быть взяты в скобки и их операнды должны ьыть разделены пробелами в виде ( operand1 >= operand2 )

Например:

% @ r= ( 2 << 4 )

% echo $r

32

Основные операции присвоения в csh

Постфиксные операции

К последним относятся операции ++ и --

% @ a=10

% @ a++

% echo $a

11

Основные файловые операции

Виражения в cshмогут возвращать значение в зависимости от наличия или отсутствия файла, прав доступа к нему, и.т.п. Для этого используется следующий синтаксис:

-file_test filename

где file_test и filename могут принимать следующие значения

2.3.5 Задания

Каждый раз когда одна или больше команд (например связанные через пайп, или последовательно) выполняються шелл создает один блок команд назывемый заданием. Фактически каждая строка введенная в строке шелла является заданием. Задание может исполняться также в фоновом режиме если при запуске в конце стоял символ &. В этом случае после запуска шелл выдаст номер задания в своей таблице заданий и номер процесса. Просмотреть таблицу активных в данный момент заданий можно воспользовавшись командой jobs . После завершения фонового процесса шелл проинформирует пользователя об этом.

% sleep 10 &

[1] 73059

% jobs

[1] + Running sleep 10

% ps

PID TTY TIME COMMAND

71453 pts/2 0:00.03 -sh (csh)

73059 pts/2 0:00.00 sleep 10

73061 pts/2 0:00.00 ps

…. Спустя 10 секунд ….

%

[1] Done sleep 10

2.3.6 Скрипты

сsh крипты могут как и Bourne Shell скрипты быть запущены двумя способами. Либо

csh script_file arg1 arg2 ….

либо установив атрибут исполняемости на файл и запустив его

chmod +x script_file

./script_file arg1 arg2 ….

При этом первая строчка должна содкржать полный путь к интерпретатору с префиксом #! , в нашем случае она должна выглядеть так: #!/usr/bin/csh . Без этой строчки система в качестве интерпретатора скрипта запустит Bourne Shell что приведет к ошибке.

При запуске csh помещает аргументы скрипта в массив argv доступ к которым возможее через argv[1], argv[2], … Аргумента argv[0] не существует, вместо этого имя скрипта помещается в аргумент $0.

Для проверки установлена ли данная переменная можно воспользоваться конструкцией

$?variable

Чтобы узнать сколько значений хранит переменная нужно использовать следующий синтаксис:

$#variable

Для доступа к компонентам переменной необходимо следовать следующему правилу:

$variable [componet_number ]

Также как и в Bourne Shell возможно использование переменных $n вместо argvn и $* вместо $argv. В отличии от команды read в Bourne Shell csh использует конструкцию $< для интерактивонго ввода.

Все вышесказанное иллюстрируется на следующих примерах:

% echo $#var1

var1: Undefined variable.

% set var1=a

% echo $#var1

1

% set var1=(a b c)

% echo $#var1

3

% echo $var1[1]

a

% echo $var1[1-3]

a b c

% set a=($<)

xxx

% echo $a

xxx

Еще одно отличие csh от Bourne Shell заключается в том что с помощью фигурных скобок { } можно проверять завершилась ли нормально команда помещенная в эти скобки. Например, следующий скрипт:

#!/usr/bin/csh

if ({ cat /tmp/aaa }) then

echo OK

endif

в случае успешного вывода содержимого файла /tmp/aaa напечатает в конец фразу OK.

2.3.7 Управляющие структуры скриптов.

В виду того что все управляющие структуры csh очень похожи на аналогичные в Bourne Shell кратко остановимся лишь на их синтаксисе. По своему синтаксису они очень близки с аналогисными командами языка программирования С.

Условный оператор

if ( expression ) then

command1

command2

…

else

command1

command2

…

endif

Если требуется запуск лишь одной команды то endif можно не ставить:

if ( expression ) command

Цикл foreach

Этот цикл является полным аналогом цикла for Bourne Shell.

foreach index_variable (loop_values )

command1

command2

….

end

Если в качестве команды внутри цикла встречается команда break то выполнение цикла прерывается, если команда continue то продолжается но уже со следующим из значений параметра взятым из loop_values .

Цикл while

while (expression )

command1

command2

…

end

полный аналог цикла while в Bourne shell.

Команда switch

Очень похожа на аналогичный оператор в языке С, является аналогом команды case в Bourne shell

switch ( word )

case string1 :

command1

command2

….

breaksw

case string2 :

command1

command2

….

breaksw

…..

default:

command1

command2

…

endsw

Команда безусловного перехода goto

label :

command1

command2

…

goto label

осуществляет переход на команду следующую за меткой указаной в команде (в данном случае на command1 ).

Обработка прерываний

onintr label

Эта команда позволяет обрабатывать прерывания скриптов. При выполнении прерывания она выполняет переход на команду стоящей непосредственно за меткой label (аналогично выполнению goto label)

Korn Shell и POSIX shell

2.4.1 Общее знакомство с шеллами

2.4.2 Старт шеллов

2.4.3 Грамматика шеллов

2.4.4 Алиасинг

2.4.5 Возможности подстановок

2.4.6 Командная строчка и история команд

2.4.6 Управление заданиями

2.4.7 Программирование скриптов

2.4.8 Дополнительные команды

2.4.1 Общее знакомство с шеллами

Оба этих шелла базируються на Bourne Shell, но помимо этого они унаследовали много полезных функций Csh. Они рактически на 95% совместимы вверх с Bourne Shell и большинство программ написанных на Bourne Shell будут исполняться на них без изменений. Также следует отметить тот факт что по скорости исполнения они оперережают Bourne Shell.

Основные возможности унаследованные от Csh

· Буфер истории команд.

· Алиасинг

· Массивы

· Целочисленная математика

· Управление заданиями

2.4.2 Старт шеллов

В том случае если Korn или POSIX Shell являються логин-шеллами, после входа в систему и запуска они используют файл /etc/profile и файл .profile если последний существует в домашней директории пользователя. Независимо от того запускается ли шелл после логина или в любой другой момент времени, при старте он анализирует переменную окружения $ENV, которая обычно указывет на файл .profile или .kshrc. Если файл с именем указанным в этой переменной существует то он выполняется.

2.4.3 Грамматика шеллов

Как и Bourne Shell новые шеллы поддерживают пайпы,перенаправления ввода-вывода, последовательное выполнение команд используя разделители а также запуск программ в фоновом режиме. Единственное что стоит отметить это поддержка двунаправленных пайпов (co-process) которые будут рассмотрены позже.

Механизмы квотинга спецсимволов и расширения имен файлов посредством метасимволов в новых шеллах полностью аналогичны рассмотренным в Bourne Shell. Единственное что следует упомянуть, так это метасимволы ~ , # и % , свойства которых не были описаны раньше.

· метасимвол # используется для задания комментариев. Все что следует за ним игнорируется интерпретатором комманд.

· метасимвол ~ используется при раскрытия путей к файлам и директориям. При этом используются следующие правила:

тильда сама по себе или тильда до слеша / обозначает путь к домашнему каталогу (переменная окружения $HOME)

тильда до знака + раскрывается в текущий каталог (переменная окружения $PWD)

тильда до знака – раскрвывается в предыдущий рабочий каталог (переменная $OLDPWD)

и наиболее полезное правило: если после тильды идет строчка а затем слеш / то выполняется проверка вхождения этой строки в файл пользователей системы ( /etc/passwd ). В случае если эта сточка совпадает с именем пользователя из этого файла то результатом такого расширения пути станет домашний каталог пользователя взятый из этого файла.

· Метасимвол % используется при управлении заданиями и будет рассмотрен позднее.

2.4.4 Алиасинг

Механизм алиасинга в новых шелах аналогичен Csh.

alias -выводит список всех установленных алиасов alias word =command - устанавливает алиасword на командуcommand

unalias word - снимает алиасword

unalias -a - снимает все алиасы

alias –x word =command - устанавливает алиасword на командуcommand с экспортом (только для ksh )

Отличительной особенностью ksh от POSIX Shella является возможность экспорта алиасов в другой шелл который не вытесняет текущий (для запуска используется системный вызов fork() на не exec как например в случае если скрипт начинается с #!/bin/…)

2.4.5 Возможности подстановок

К новым подстановкам параметров не рассмотреным при рассмотрении Bourne Shell можно отнести

${parameter #pattern } Если шаблонpattern равен началу параметра

${parameter ##pattern } parameter , то вырезать из параметра этот шаблон и результат присвоить выражению. В первой форме шаблон вырезается до первого совпадения, во второй – до последнего.

${parameter %pattern } Если шаблонpattern равен окончанию параметра

${parameter %%pattern } parameter , то вырезать из параметра этот шаблон и результат присвоить выражению. В первой форме шаблон вырезается до первого совпадения, во второй – до последнего.

2.4.6 Командная строчка и история команд

Установив переменную окружения VISUAL на один из системных текстовых редакторов (vi, emacs, gmacs) можно получить возможность редактировать строку ввода используя команды выбраного редактора. При этом помимо редактирования текущей команды, можно выполнять перемещение по истории команд (клавиши ESC j ,ESC k). По умолчанию история команд хранится в файле .sh_history однако его можно изменить установив переменную окружения $HISTFILE . Количество хранимых команд определяется переменной $HISTSIZE. Двойное нажатие на клавишу ESC помогает раскрывать имена файлов в каталогах.

2.4.6 Управление заданиями

Задания в ksh и POSIX Shell имеют тот же смысл что и рассмотренные ранее в csh. Для управления заданиями испльзуется команда jobs . Запущенная без параметров она показвывает список заданий. Иногда возникает необходимость отложить на некоторое время выполнение текущего задания. Этого можно добиться послав сигнал SIGSTOP текущему процессу. Этого можно добиться комбинацией клавиш: Cntrl-Z.

Примечание: предварительно (обычно это ставиться в startup скриптах шеллов) должна быть выполнена команда stty susp <Cntr-Z> которая связывает эту комбинацию клавиш с посылкой сигнала SIGSTOP процессу (генерация символа suspend).

Для перевода отложеного (приостановленого задания) в фоновый режим нужно воспользоваться командой bg

bg %job_number перевод задания с номером job_number в фоновый режим

bg %%перевод текущего задания фоновый режим

bg %+перевод текущего задания фоновый режим

bg перевод текущего задания фоновый режим

bg %-перевод предыдущего задания фоновый режим

Для возврата задания в интерактывный режим нужно использовать команду fg. Синтаксис ее полностью аналогичный команде bg.

Встроенная в шелл команда kill допускает использования тех же аргументов что и bg и fg для посылки сигналов заданиям.

2.4.7 Программирование скриптов

Все основные управляющие структуры ksh и POSIX Shell полностью повторяют аналогичные в Bourne Shell. Поэтому остановимся более подробно на новых возможностях предоставляемых этими шелами.

Команда select

select parameter in words

do

command_lines

done

Эта команда помогает организовать интерактивный диалог. Она выводит список слов words в виде меню с возможностью выбора, а после выбора пользователем элемента списка она запускает команды из списка command_lines , при этом выбранное пользователем слово доступно командам из списка как параметр parameter .

Двунаправленные пайпы

Korn Shell имеет в своем арсенале механизм позволяющий порождать процессы-потомки соединенные пайпом с родительским шеллом. Стандартный ввод и стандартный потомка может быть доступен из родительского шела. Для создания двунаправленого пайпа нужно использовать конструкцию |& после запускаемой команды.Доступ к пайпу из скрипта может быть получен посредством команд print –p и read –p . Рассмотрим пример использования двунаправленых пайпов:

#!/usr/bin/ksh

bc |&

read a b

print -p "$a * $b"

read -p mul

echo $mul

Замечания:

Использование двунаправленых пайпов оправдано лишь с командами которые работают с устройствами стандартного ввода и вывода, но не напрямую с терминалом (как например редактор vi).

Не существует способа закрыть двунаправленный файл, поэтому в них нельзя использовать команды требующие вначале получения символа конца файла EOF (например программа sort) прежде чем выдать результат.

Команда typeset (только в Korn Shell)

typeset [-option ] [name [=value ]] …]

Эта команда создает переменную, назначает ей значение и определяет ее тип. Основные опции команды:

-i переменная name имеет тип integer

-r переменная name является readonly

-l конвертировать все символы с верхнего регистра в нижний

-u конвертировать все символы с нижнего регистра в верхний

-x автоматический експорт переменной

-R выравнивание текста по правому краю

-L выравнивание текста по левому краю

Команда let

Эта команда практически аналогична команде expr в Bourne Shell и используется для вычисления в простых математических выражениях. Пример использования:

$ x=10

$ let x=2*x+5-3/x

$ echo $x

25

Команда ulimit (только в Korn Shell)

ulimit [-f n ]

Эта команда задает ограничение n блоков на файлы записанные на диск порожденными процессами. Запущеная без аргументов показывет текущий лимит.

Массивы

Для доступа к елементам массива используют следующий синтаксис:

array_name [subscript ]=value

например:

$ a[0]=10

$ a[1]=xxx

$ a[2]=tt

$ echo ${a[1]}

xxx

$ echo ${a[*]}

10 xxx tt

Key Shell (keysh).

Это меню-ориентированный интерактивный шелл разработанный компанией Hewlett-Packard для создания дружественного интерфейса к Korn Shell. Шелл содержит последовательности горячих клавиш для быстрого просмотра списка файлов, задач принтера и просмотра файлов, которые он автоматически транслирует в команды HP-UX.

Key Shell содержит все необходимые свойства и возможности Korn Shell (см. Korn Shell). Дополнительные возможности – шелл содержит интерактивную справку, горячие клавиши (видимые) , невидимые последовательности горячих клавиш, строку состояния, возможность конфигурирования.

Запуск и работа в Key Shell.

Шелл использует стандартные переменные среды, не требует дополнительной настройки поэтому, если ваша система сконфигурирована под какой-либо другой шелл вам достаточно набрать keysh для его запуска. При запуске шелла сверху вы видите приглашение $ (командная строка). Далее идет строка меню горячих клавиш, на клавиатуре для них соответственно, используются функциональные клавиши F1 – F8. Следует иметь ввиду – что показывается несколько горячих клавиш, а меню разбито на несколько строк по вертикали и переключение между ними осуществляется клавишей F8. Настройки шелла хранятся в /etc/keyshrc или .keyshrc общие и для каждого пользователя соответственно. Нажатие соотвествующей клавиши соответственно приводит к тому что в промпте появляется командная строка, например, F3 выдает команду Change_dir которая соответствует стандартной cd. Убрать соответствующую команду можно ключом Delete_line. Выход из всех интерактивных редакторов осуществляется клавишей q. Использование видимых последовательностей горячих клавиш достаточно просто и значительно облегчается благодаря наличию интерактивной справки.

Неявн ы е (невидимые) ключи

Кроме всего прочего, keysh позволяет обращаться к стандартным командам HP-UX с использованием своего формата и горячих ключей. Допустим нам необходимо посмотреть календарь на определенный месяц. Команда cal выдает текущий месяц. Cal for_month позволяет выдает приглашение нажать горячую клавишу для выбора желательного месяца и, таким образом, позволяет избежать изучения формата команды cal. Многострочное мменю подчиняется тем же законам, что и для видимых последовательностей. Кроме этого, вы так же можете пользоваться стандартными командами HP-UX, если вас не устраивает то что выдается в горячих клавишах или вам нужен другой формат, вы просто ингнорируете то, что выводит подсказка и жмете возврат каретки в конце своей командной строки.

Настройка keysh

Любые ключи так же можно добавить, фактически это есть соответствие алиасам, например, для шелла bash. Пример: Keysh_config softkey add hostname with_label hname from_user mav

Пример в объяснении не нуждается, поскольку он был создан с использованием интерактивной подсказки шелла и может быть легко восстановлен пошагово. Для невидимых горячих клавиш можно создать такую же командную строку с ключвым словом invisible, например, Keysh config softkey add invisibles.

Перед тем как добавлять свой ключ следует все-таки посмотреть стандартніе последовательности, следует заметить, ято в keysh описаны практически все стандартные последовательности и команды HP-UX поэтому, если вы не настроили какое-нибудь специфическое ПО от третьего производителя, то редактированием последовательностей и не стоит заниматься. Ошиюочно созданный ключ можно удалить последовательностью Keysh config softkey delete.

Иерархия горячих клавиш, файл ы определений.

Когда создаются новые ключи в keysh, фактически это есть добавление узла в иерархию узлов (с которыми связаны функциональные клавиши). В системе файл настроек и иерархии находится здесь /usr/keysh/C/softkeys.

Каждый узел ключа имеет следующие свойства:

name (обязательное) это командная строка для доступа к невидимому ключу, для видимого ключа это его метка

type (обязательное для подменю) свойство поределяет то, является ли подменю командной строкой или параметром

attributes (необязательное) определяет поведение горячей клавиши и то как она интерпретируется.

editrules (необязательное) это часть поля атрибутов, которая определяет то, как горячая клавиша интерпретируется в команду HP-UX

Общий формат горячей клавиши, таким образом, будет таким

softkey name

attributes

editrules ;

Пример (определение последовательности Copy_files)

softkey Copy_files command

editrule { append("cp"); }

Подменю будет соответствовать более низкому уровню иерархии и определяется таим образом:

{

type name

attributes

editrules

;

.

}

Если узел (клавиша) ассоциирован с подменю, то в фигурных скобках идет определение дочерних узлов. Дочерние узлы при этом могут быть двух типов – литерал или метка, второй – строка – которая содержит команду или опции команды.

Пример – горячие клавиши для вызова последовательности Copy_files]

{

string <files> disable -1 enable all

editrule { append(argument); }

required "Enter the name of the file(s) to copy."

;

option to disabled

required "Enter the name of the file(s) to copy;

then select \"to\"."

{

string <dest>

editrule { append(argument); }

required

"Then, enter the name of the file or directory to

copy the file(s) to."

;

}

}

3. Администрирование системы X Window

4.1 Базовые концепции X Window

4.2 Компоненты системы X Window

4.3 Предварительное конфигурирование

4.4 Старт X Window

4.5 X ресурсы

4.6 Управление шрифтами

Базовые концепции X Window

В HP-UX 10.20 X server это программа которая стартует автоматически после старта системы непосредственно перед тем как будет запущено окно логина. Она захватывает управление графическим дисплеем, клавиатурой и мышью и все дальнейшее взаимодействия между программами и этими устройствами происходит с участием Х сервера.

Х клиент – это программа которая написана для взаимодействия с Х сервером. Учитывая сетевые возможности сисметы Х Window клиент и сервер могут быть физически разнесены и общаться через сеть.

Несмотря на то что Х сервер использует мультизадачные свойства ОС в заданный интервал времени только одно графическое окно может обрабатывать пользовательский ввод, это окно называется активным.

Компоненты системы X Window

Среди компонент системы можно в первую очередь выделить:

· Компьютерное оборудование

· Операционную систему

· Х сервер обеспечивающий взвимодействие меджу клиентами и дисплеем

· Клиентские программы которые включают

· Оконный менеджер для управления поведением окон

· И непосредственно прикладные программы

В системе X Window очень часто употребительным термином является термин “дисплей”. Чтобы не путать его с монитором (телевизор к которому подкючается компьютер) раскроем его смысл. Дисплей это принципиально устройство вывода информации. Дисплей – это логическое понятие и один дисплей может включать в себя несколько физических мониторов.

Экран это графическое битмап устройство которое после старта Х сервера становиться корневым окном. Оно содержит все остальные окна и прочие визуальные элементы. Одним из вспомагательных но необязательных элементов системы X Window является Font Server, позволяющий передавать по сети шрифты на Х сервера.

Предварительное конфигурирование

Для работы в системе X Window прежде всего необходимо наличие переменной окружения DISPLAY, файла /etc/X0.host (в системах X11R4/R5) а также работу механизма резолвинга хостов (файл /etc/hosts и/или DNS и/или NIS). Переменная окружения DISPLAY устанавливается в соответствии с правилом:

export DISPLAY=Host :Display .Screen

Файлы /etc/Xn .hosts представляют собой текстовые файлы содержащие имена хостов которым разрешено подключаться к Х серверу с номером n (запускаемым как /usr/bin/X11/X :n). При попытке подсоединения к Х серверу n необходимо в качестве номера screen в переменной окружения DISPLAY использовать n . Конфигурация X серверов храниться в файлах Xn screens которые соответствуют файлам /etc/Xn .hosts. При не настроенном механизме резолвинга хостов или в случае сетевых проблем возможно возникновение проблем или задержек в работе X Window. Для контроля доступа к Х серверу используется программа xhost.

xhost + разрешает установку соединения с любым клиентом

xhost - запрещает установку соединения со всеми клиентом

xhost +hostname разрешает установку соединения от хоста host

xhost -hostname запрещает установку соединения от хоста host

Система X Window использует следующие конфигурационные файлы:

.Xdefaults файл содержит ресурсы общие для всех программ

.x11start файл содержит список клиентов вызывающихся при старте X11

.mwmrc файл определяющий настройки оконного менеджера Motif.

.app-defaults/* индивидуалные настройки клиентов

Если HOME каталог не содердит этих файлов их можно скопировать из системных файлов:

cp /usr/lib/X11/sys.Xdefaults ~/.mwmrc

cp /usr/lib/X11/sys.Xdefaults ~/.Xdefaults

Х сервер вначале ищет файлы в HOME каталоге и лишь не нашев их переходит к системным. По умолчанию конфигурация Х сервера хранится в файле /etc/X11/X*screens. В нем определяются такие параметры как файл устройства, апаратно независимые параметры, глубина цвета, прозрачность окон, а также апаратно зависимые параметры. Полное описание всех параметров можно получить из файла

/usr/lib/X11/Xserver/info/screen/hp

Конфигурациооный файл для устройств ввода Х сервера имеет имя /etc/X11/X*devices.

4.1 Старт X Window

Для старта системы X Window нужно запустить команду x11start. Он стартует программу xinit которая запускает Х сервер и клиентов а также оконный менеджер в зависимости от конфигурационного файла .x11start.

4.2 X ресурсы

Ресурсы определяют поведение программ (геометрия, цвета, шрифты, поведение клавиатуры, ….). Существует несколько способов позволяющих их изменять:

· Опции командной строки

· .Xdefaults файл

· загрузка ресурсов через менеджер ресурсов

· application resource файлы (app-delaults файлы)

Менеджер ресурсов xrdb

xrdb [option ] filename

основные опции:

-load ресурсы загружаемые из файла перезаписывают сущестивующие

-merge ресурсы загружаемые из файла обьеденяются с сущестивующими

-remove ресурсы указаные в файле удаляются из собственности менеджера

ресурсов.

-edit поместить ресурсы собственности менеджера в файл

Для задания ресурсов используют строку вида:

[client_name] * resource: value

или

[client_сlass] * resource: value

Имена и классы клиентов

Каждый Х клиент имеет имя и класс. Имя определяет специфического клиента а класс категорию клиента. Ресурсы определенные через имя клиента имеют больший приоритет перед теми что определены через класс клиента. Для лучшего понимания ресурсы определенные через класс пишуться с большорй буквы. Назначить имя клиенту можно при его старте:

xterm –name myTerminal

чтобы получить к ним доступ достаточно загрузить в ресурс менеджер следующие строки:

Xterm.name: myTerminal

MyTerminal*background: green

Имена и классы ресурсов

Ресурсы как и классы имеют имена и классы. Индивидуальные пишутся с маленькой буквы. Ресурс класса всегда ссылается на класс ресурсов. Поэтому если ресурс *background: red сделает все тоновые цвета красными, то *Background: red сделает красными те ресурсы которые принадлежат к классу Background к которым могут принадлежать cursorColor, pointerColor …Индивидуальные ресурсы всегда имеют приоритет перед ресурсами классов. Это демонстрирует следующий пример ресурсного файла:

*Foreground: red

Xterm*Foreground: gray

Xterm*foreground: yellow

Xterm*CursorColor: green

В именах ресурсов возможно употребление символа * на первом месте. Нарример ресурс *foreground будет обозначать цвет тона всех приложений, в отличии от xterm*foreground только xterm-a.

Типы ресурсов

Помимо того что каждое приложение может использовать свои собственные ресурсы, существует огромное количество стандартизированых ресурсов. Напрример рассмотренные выше цвета которые можно задавать и в RGB представлении (соответствие между именем цвета и RGB содержится в файле /usr/X11/lib/rgb.txt). Помимо них к стандартным ресурсам относятся геометрические (width, height, column, row), шрифты (Font, FontList, FontSet) и.т.п.

Управление шрифтами

В системе X11 шрифты бывают двух видов: bitmap (растровые) шрифты и scalable typeface (векторные). Растровый шришт состоит из набора файлов в каждом из которых хранятся символы определенного размера. С растровыми шрифтами напрямую может работать Х сервер и Font сервер. Векторный шрифт перед тем как должен быть выведен на дисплей проходит серию математических обработок после которых он превращается в растровый определенного размера, начертания и.т.п. Если Х сервер желает работать с векторными шрифтами, он должен их получить от Font сервера.

Настройка путей поиска шрифтов. Команда xset .

В качества источника шрифтов для Х сервера может выступать либо директория, либо Font сервер который принимает соединения на определенный TCP порт (tcp/<hostname> :portnumber) . Путь поиска может быть установлен командой xset .

xset option

где option может принимать следующие значения:

q выводит информацию о системе X11 включая fontpath

-fp source[,source …] удаляет источник с начала (-fp) или с конца (fp-) пути

fp- source [,source] поиска шрифтов

+fp source[,source …] добавляет источник к началу (+fp) или к концу (fp+) пути

fp+ source [,source] поиска шрифтов

fp= source [,source] назначает fontpath

fp default сбрасывает fontpath в значение по умолчанию

fp rehash заставляет сервер перечитать базу шрифтов (это нужно в тех

случаях когда изменялось содержимое директорий со

шрифтами)

Получение списка шрифтов доступных в системе. Команда xlsfont

xlsfont [-option ]

Где option

-display host:display Х сервер с которого нужно получить листинг шрифтов

-l генерировать маленький листинг

-ll генерировать большой листинг

-lll генерировать очень большой листинг

-n количество колонок для листинга

-w ширина каждой колонки для листинга

В выводимом листинге могут быть как шрифты так и алиасы, последние имеют короткое название.

Использование Font сервера.

Фонт сервер позволяет иметь одну единственную точку с которой все Х сервера будут загружать шрифты, что существенно облегчит конфигурирование систем с большим количеством Х серверов. Кроме того как было сказано выше, если Х сервер хочет работать с векторными шрифтами – он должен это делать исключительно через фонт сервер.

Запуск фонт сервера (если он не был запущен предварительно) осуществляется командой:

/usr/X11/bin/fs –daemon –port <TCP_port >

Для того чтобы фонт сервер запускался во время старта, нужно разрешить его автостарт выполнив:

/etc/set_parms font_c-s

Конфигурационный файл фонт сервера находится в каталоге /etc/X11/fs/config . По сигналу SIGUSR1 он перечитывает свою конфигурацию.

Описание шрифтов. XLFD формат.

Стандарт Х11 предусматривает язык описания шрифтов XLFD (X Logical Font description). Согласно ему имя шрифта состоит из 15 позиций разделенных минусами:

FontNameRegistry-Foundry-FamilyName-Weightname-Slant-SetwidthName-AddStyle-Name-PixelSize-PointSize-ResolutionX-ResolutionY-Spacing-AverageWidth-CharSetRegistry-CharSetCoding

Каким именно будет результирующее имя в XLFD формате зависит от типа фонт-запроса к Х серверу. Возможные типы запросов:

Reference XLFD Этот запрос идет при выполнениии команды xlsfonts и имя

берется из файла fonts.dir . Векторные шрифты при этом имеют PixelSize и PointSize нулевыми.

Request XLFD В результате этого запроса будет получено XLFD имя

запрашиваемого шрифта или его алиас из файла font.alias. При этом поля содержащие * (обозначающие любое значение) будут заменены на ?

resolved XLFD Это уже точное имя шрифта которое выддается сервером в ответ на запрос. Все поля являются заполненными, но результат может и не совпадать с исходным запросом.

XLFD синтаксис

FontNameRegistry авторитетный источник который зарегистрировал шрифт. Обычно пустое поле -

Foundry имя “оцифровщика” шрифта

FamilyName трейд-марка или коммерческое имя шрифта

WeightName[ext] относительный вес шрифта (жирность). Для векторных шрифтов может обозначать темность или светлось (параметр ext)

Slant[ext] напрвление шрифта (roman, italic, oblique, …) для векторных шрифтов параметр задает наклов в угловых единицах.

SetwithName ширина юнита (сжатый или растянутый)

AddStyleName[ext] название для уникальной идентификации шрифта (serife, cursive, …) В векторных шрифтах определят степень поворота или зеркальность шрифта.

PixelSize[ext] высота шрифта в пикселях. Для векторных шрифтов параметр указывает дополнительную растяжку по горизонтали.

PointSize[ext] размер кубика в поинтах.

ResolutionX Разрешение (горизонтальное и вертикальное) шрифта в

ResolutionY пикселях на инч. Если не указано сервер выбирает сам в зависимости от разрешения дистплея.

Spacing расстояние между юнитами в шрифте. (М – фиксированное,

Р – пропорциональное)

AverageWidth Cредняя ширина шрифта

CharacterSetRegistry имя закрепленное X консорциумом за CharacterSetEncoding

CharacterSetEncoding определяет кодировку

Файл font.dir

Этот файл находится в каталогах файлов фонтов, он создается либо при инсталяции системы либо после выполнения команды mkfontdir для растровых или stmkdirs для векторных шрифтов. Он содержит в первой строчке количество шрифтов в директории а в последующих XLFD названия шрифтов.

Файл font.alias

Этот файл так же как и font.dir содержится в каталогах шрифтов и служит для лиасинга

длинных имен шрифтов в короткие которые затем легче использовать. После правки этого файла обязательно нужно выполнять команду

xset fp rehash

а также рестартовывать по сигналу SIGUSR1 фонт сервер.

Администрирование растровых шрифтов.

Для добавления растрового шрифта в систему нужно выполнить следующие действия:

· Если шрифт не в .pcf формате сконвеертировать его с помощью программы bdftopcf

· Скомпрессировать шрифт утилитой compress

· Скопировать в нужную директорию

· Запустить mkfontdir для модификации fonts.dir файла.

· Если директория со шрифтами используется только Х сервером то выполнить xset fp rehash , если она используется еще и фонт сервером то рестартовывать по сигналу SIGUSR1 фонт сервер.

Для удаления растрового шрифта из системы Х11 необходимо:

· Удалить фонт файл.

· Запустить mkfontdir для модификации fonts.dir файла.

· Если директория со шрифтами используется только Х сервером то выполнить xset fp rehash , если она используется еще и фонт сервером то рестартовывать по сигналу SIGUSR1 фонт сервер.

Для создания fonts.dir файла достаточно запустить mkfontdir указав ей в качестве аргумента директорию со шрифтами.

Компилирование .BDF шрифтов в .PCF шрифты.

Растровые шрифты в системе Х11 могут быть представлены в нескольких формах:

· .pcf Переносимый бинарный формат описания шрифта

· .pcf.Z компрессированный .pcf

· .bdf текстовый формат

· .bdf.Z компрессированный .bdf

· .bcf компрессированный .bdf

· .snf не переносимый бинарный формат шрифта (использовался до X11R5)

· .snf.Z компрессированный .snf (использовался до X11R5)

· .scf компрессированный .snf (использовался до X11R5)

·

Предпочтительным форматом для Х сервера является компрессированый .pcf.

Для конвертации .bdf в .pcf с одновременной компрессией можно воспользоваться командой:

bdftopcf font_file.bdf | compress > font_file.pcf.Z

4. Программирование на HP-UX

Для создания выполняемых програм, нужно скомпилировать исходный код где содержиться главная програма.

Расмотрим пример компиляции.

$ cc –Aa myprog.c

Процес компиляции покадет все сообщения (статус,предупреждения, ошибки) на стандартный поток вывода ошибок (stderr ). После этого компилятор создаст файл a.out который уже можно запускать. Аналогично можно скомпиларовать Фортрановскую прогамму командой f77 . Если програма состоит из несколько файлов, то омпиляция будет выглядет следующем образом:

$ cc –Aa main.c myfunc.c

main.c:

myfunc.c:

после этого можно будет запускать a.out .

Можно сказать что процес компиляции похожий как на рисунке:

На самом деле процесс компиляции намноого сложнее. Этот процес компиляции занимает несколько этапов.

1) Для каждого исходного файла запускаеться компилятор который создает обьектный файл (если исходные коды написаны на разных языках програмирования, то для каждого запускаеться тот соотвествующий компилятор)

2) После компиляция (этап создания) обьектных файлов запускаеться линковщик (HP-UX linker (ld ))

На картинке можете увидеть более детальный процес компиляции:

Для более детального просмтотра этапов прохождения компиляции, можно посмотреть задав опцию – v (verbose)

$ cc -Aa -v main.c myfunc.c

cc: CCOPTS is not set.

main.c:

/opt/langtools/lbin/cpp.ansi main.c /var/tmp/ctmAAAa16327 -D__hp9000s700 -D__hp9000s800 -D__hppa -D__hpux -D__unix -D_PA_RISC1_1

cc: Entering Preprocessor.

/opt/ansic/lbin/ccom /var/tmp/ctmAAAa16327 main.o -Oq00,al,ag,cn,Lm,sz,Ic,vo,lc,mf,Po,es,rs,sp,in,vc,pi,fa,pe,Rr,Fl,pv,pa,nf,cp,lx,st,ap,Pg,ug,lu,dp,fs,bp,wp! -Aa

myfunc.c:

/opt/langtools/lbin/cpp.ansi myfunc.c /var/tmp/ctmAAAa16327 -D__hp9000s700 -D__hp9000s800 -D__hppa -D__hpux -D__unix -D_PA_RISC1_1

cc: Entering Preprocessor.

/opt/ansic/lbin/ccom /var/tmp/ctmAAAa16327 myfunc.o -Oq00,al,ag,cn,Lm,sz,Ic,vo,lc,mf,Po,es,rs,sp,in,vc,pi,fa,pe,Rr,Fl,pv,pa,nf,cp,lx,st,ap,Pg,ug,lu,dp,fs,bp,wp! -Aa

cc: LPATH is /usr/lib/pa1.1:/usr/lib:/opt/langtools/lib:

/usr/ccs/bin/ld /opt/langtools/lib/crt0.o -u main main.o myfunc.o -lc

cc: Entering Link editor.

Из этого примера можно посмотреть такие этапы

cpp.ansi это С препроцесор после этого запускаеться /lib/ccom – эта програма(компилятор) уже создает .о файлы. Последний этап это этап создания исполняемого кода, это Линкер, которые связывает все обьекты .

Что такое Обьектный файл ?

Обьектный файл содержет машиные инструкции а данные с которых линкеровщик создает исполняемую програму. Каждий обьектный файл содержит НАЗВАНИЕ (symbol name) и ссылку на это название.

Названия делятся на 3 категории:

1) Локальные обьявления (local definition) – это коды или данные которые могут использоваться только в том обьектном файле где они обьявленые.

2) Глобальные обьявления (global definition) – это обьявления прорцедур,функций,данных котоые могут быть доступны из других обьектных файлов

3) Внешние ссылки (extern references) – это обьявления которые глобальный инаходяться в других обьектных файлах.

Для просмотра обявлений успользуеться програма nm .

Этап линкирования.

Линкирование это последний этап создания запускания файлов, он в включает в a.out файл все ссылки обьявлений и их реализации , которые встречаються в програме. Если например есть сылка а нет реализаци то линкировщик скажет что не находит внешнего обявления и выдаст следюющее:

$ cc main.c

/bin/ld: Unsatisfied symbol:

my_func (code)

Работа с библиотеками

Очень полезным средсвом для хранения сылски реализаций внешних обьявлений есть библиотеки. Стандартная библиотека libc которая содержит «основные» функции для C,Fortran

Библиотеки называються lib name.sfx

Name – название библиотеки, которая идентефецирует библиотеку

Sfx - если .а – архив, .sl – общедоступная библиотека.

Для того что б указать компилятору библиотеку то указываеться через опцию –l. Например

--lm (подключает стандартну математическую библиотеку libm.a).

По умолчанию подключаються библиотеки libcl ,libisamstub ,libc.

По умолчанию библиотеки ищатся по путям /lib,/usr/lib,lib/libp. Можно задать пути где искать:

1) Переменой коружения LPATH

2) Опция линкера -L

Также для каждой програмы входит обьектный файл /lib/crt0.o В этом файле содержаться таочки входа в програму,простомтр аргументов и прочее.

Можна прочитать о фунциях которые есть в стандартных библиотеках исполюзую man-page

Вызовы (функции) описываються следующим образом

Name(nL)

Name – название

N – 2-системные вызовы, 3-другие библиотеки

L – буква которая означает к которой библиотеке вызов относиться

Вот примеры:

Опции компилятора cc

cс [option] files

· -Amode

· mode=c По умолчанию, стандартный компилятор С (по Керниган, Риттчи)

· mode=a ANSI C (ISO 9899:1990)

· mode=e Расшириное ANSI C

· -c Отменить фазу редактирования связей и создавать об'ектный файл даже в случае программы, состоящей только из одного модуля.

· -p Сгенерировать дополнительные команды для подсчета числа обращений к каждой функции. Кроме того, если имеет место фаза редактирования связей, стандартная подпрограмма инициализации заменяется на такую, которая автоматически вызывает функцию monitor(3C) и обеспечивает запись файла mount.out при нормальном завершении об'ектной программы. Профиль выполнения программы может быть затем получен при помощи команды prof(1).

· -Dname=def определяет макрос для препроцесорра (эквивалентно #define )

· -E посылает на стандартный поток вывода (по умолчанию на stderr)

· -g содержит дополнительную информацию для отладки

· -IdirИзменить алгоритм поиска включаемых (посредством директивы #include) файлов, имена которых не начинаются с символа /, а именно: сначала искать в указанном каталоге, а затем уже в каталогах стандартного списка. Так, включаемые файлы, чьи имена заданы в двойных кавычках, сначала ищутся в каталоге, содержащем файл, затем в каталогах, указанных с помощью опции -I, а затем уже в каталогах стандартного списка. Включаемые файлы, чьи имена заданы в угловых скобках, не ищутся в каталоге, содержащем файл.

· -lname включает библиотеку

· -L dir dir=Дополнить каталогом список каталогов, которые содержат об ектные библиотечные модули [для редактирования связей посредством ld

· -v расширынай информация о процессе компиляции

· -w не показывает предупреждений

· -Wx,arglist передает аргументы (опции) arglist для процеса. x

может принимать значения:

· d Driver

· p Preprocessor

· c Compiler

· a Assembler

· l Linker

· +z,+Z Опция создает PIC код

· -O Включить оптимизацию обьектного кода

Создание архивной библиотеки.

1) Для открытия библиотеки необходимо создать оььектные файлы. (в основном каждая функция представляет свой обьектный файл)

2) Соеденить все обьекты в один архив командой ar с ключем r

Описание команды ar

ar [-][d][r][q][t][p][m][x][v][c][l][s] [позиционирующее_имя]

а_файл [имя ...]

Команда ar предоставляет средства обслуживания группы файлов, об единенных в один архивный файл. Применяется главным образом для создания и изменения библиотечных файлов, используемых редактором связей. Может применяться и для других подобных целей. Магические цепочки и заголовки файлов состоят из печатаемых ASCII-символов, так что если в состав архива входят только печатаемые файлы, то и архив в целом окажется печатаемым.

При создании архива командой ar заголовки файлов строятся в формате, не зависящем от конкретной машины. Формат и структура мобильного архива подробно описаны в ar(4). Таблица имен архива (описанная там же) используется редактором связей [ld(1)] для сокращения числа проходов по библиотекам об ектных файлов. Команда ar создает и поддерживает таблицу имен только при наличии в архиве хотя бы одного об ектного файла. Таблица имен в случае ее создания помещается в начале архива в качестве файла с особым именем. Ни ссылка на этот файл, ни доступ к нему для пользователя невозможны. При создании или изменении архива командой ar(1) таблица имен всякий раз перестраивается. Таблицу имен можно перестроить принудительно, воспользовавшись описанной ниже опцией s.

В отличие от командных опций командный ключ составляет обязательную часть командной строки ar. Ключ (которому может предшествовать символ -) представляет собой один из символов набора drqtpmx. Аргументами же ключа могут служить один или несколько символов из набора vuaibcls. Позиционирующее_имя - это имя элемента архива, которое используется в качестве указателя конкретного места архива, куда должны помещаться другие файлы. А_файл - это имя архивного файла. Под именами подразумеваются имена файлов, входящих в архив. Символам, образующим ключ, приписан следующий смысл:

Аргументам ключа приписан следующий смысл:

Открытие Библиотек Распределеного доступа

Первый шаг в создание общедоступной библиотеки должен создать объектные файлы,

cодержащий переместимый код (PIC). Имеются два способа создать

PIC объектные файлы:

· Компилировать исходные файлы с + z или + Z опция компилятора, описанная ниже.

· Записать программы на языке ассемблера, которые используют соответствующее адресование режимы

·

+ z и + Z параметры вынуждают компилятор генерировать PIC объектные файлы.

Пример

Предположите, что Вы имеете некоторые функции C, сохраненные в length.c, которые конвертируют(преобразовывают)между Английскими и Метрическими модулями длины. Для компилиции эти подпрограммы исоздайние PIC объектных файлов с компилятором C, Вы можете бы использовать эту команду:

$ cc -Aa -c +z length.c

+z опция создает PIC.

Создание Общедоступной Библиотеки с ld

Чтобы создавать общедоступную библиотеку от одного или большее количество PIC объектные файлы, используйте линкер ld, с -b опцией. По умолчанию, ld назовет библиотекуа.out . Вы можете изменять название с -o опцией.

Например, предположите, что Вы имеете три исходных файла C, содержащие подпрограммы, чтобы делать длину, объем, и массовые преобразования модуля. Они названы length.c, volume.c, и mass.c, соответственно. Делать общедоступную библиотеку от этих исходных файлов, сначала компилируют все три файла, использующие +z опцию, затем комбинируютзаканчивающиеся .o файлы с ld. Показаны ниже команды, которые Вы использовали бы, чтобы создать общедоступную библиотеку, названную libunits.sl:

$ cc -Aa -c + z length.c volume.c mass.c

length.c:

volume.c:

mass.c:c:

$ ld -b -o libunits.sl length.o volume.o mass.o

Как только библиотека создана, убедитесь наличия прав читения и выполнения.Но можна выставить права такой командой

$ chmod +r+x libunits.sl

Например, если Вы имеете программу c названным convert.c, который вызываетподпрограммы с libunits.sl, Вы могли бы компилироватьИ связь это с командой cc:

$ cc -Aa convert.c libunits.sl

Как только выполнимая программа создана, библиотека не должна быть перемещена потому что

абсолютное имя пути библиотеки сохранено в выполнимой программе

Модифицирование Общедоступной Библиотеки

Команда ld не может заменять или удалять объектные модули в общедоступной библиотеке. Поэтому, чтобы модифицировать общедоступную библиотеку, Вы должны повторно связать библиотеку со всеми объектными файлами, которые Вы хотите, чтобы библиотека включила. Например, предположите, что Вы устанавливаете некоторые подпрограммы в length.c (от предыдущего раздела) которые давали неправильные результаты. Чтобы модифицировать libunits.sl библиотеку, чтобы включить эти изменения(замены), Вы использовали бы этот ряд команд:д:

$ cc -Aa -c + z length.c

$ ld -b -o libunits.sl length.o volume.o mass.o

Любые программы, которые используют эту библиотеку, будут теперь использовать новые версии подпрограмм. То есть Вы не должны повторно связать никакие программы, которые используют эту общедоступную библиотеку. Это - то, потому что подпрограммы в библиотеке приложены к программе во время выполнения.я.

Это - одно из преимуществ общедоступных библиотек по библиотекам архива: если Вы изменяете(заменяете) библиотеку архивов, Вы должны повторно связать любые программы, которые используют библиотеку архивов. С общедоступными библиотеками, Вы должны только освежить библиотеку.

Применение make

Создание программы частенько начинается с маленького однофайлового проекта. Проходит некоторое время и проект, как снежный ком, начинает обрастать файлами, заголовками, подключаемыми библиотеками, требуемыми опциями компиляции... и для его сборки становится уже недостаточным сказать "cc -o file file.c". Когда же, через пару дней, однажды набранная магическая строчка, содержащая все необходимые для сборки проекта параметры компилятора, таинственно исчезает в недрах истории вашего командного интерпретатора, рождается естественное желание увековечить свои знания в виде, к примеру, шелл скрипта. Затем, возможно, захочется сделать этот скрипт управляемым параметрами, чтобы его можно было использовать для разных целей... Однако, чудо юникса состоит в том, что если вам что-то понадобилось, значит кто-нибудь это уже сделал, и пришло время вспомнить о существовании команды make.

Рассмотрим несложную программу на C. Пусть программа prog состоит из пары файлов кода main.c и supp.c и используемого в каждом из них файла заголовков defs.h. Соответственно, для создания prog необходимо из пар (main.c defs.h) и (supp.c defs.h) создать объектные файлы main.o и supp.o, а затем слинковать их в prog. При сборке вручную, выйдет что-то вроде:

cc -c main.c defs.h

cc -c supp.c defs.h

cc -o prog main.o supp.o

Если мы в последствии изменим defs.h, нам понадобится полная перекомпиляция, а если изменим supp.c, то повторную компиляцию main.о можно и не выполнять. Казалось бы, если для каждого файла, который мы должны получить в процессе компиляции указать, на основе каких файлов и с помощью какой команды он создается, то пригодилась бы программа, которая во-первых, собирает из этой информации правильную последовательность команд для получения требуемых результирующих файлов и, во-вторых, инициирует создание требуемого файла только в случае, если такого файла не существует, или он старше, чем файлы от которых он зависит. Это именно то, что делает команда make! Всю информацию о проекте make черпает из файла Makefile, который обычно находится в том же каталоге, что и исходные файлы проекта.

Простейший Makefile состоит из синтаксических конструкций всего двух типов: целей и макроопределений.

Цель в Makefile - это файл(ы), построение которого предполагается в процессе компиляции проекта. Описание цели состоит из трех частей: имени цели, списка зависимостей и списка команд интерпретатора sh, требуемых для построения цели. Имя цели - непустой список файлов, которые предполагается создать. Список зависимостей - список файлов, из которых строится цель. Имя цели и список зависимостей составляют заголовок цели, записываются в одну строку и разделяются двоеточием. Список команд записывается со следующей строки, причем все команды начинаются с обязательного символа табуляции. Возможна многострочная запись заголовка или команд через применение символа "\" для экранирования конца строки. При вызове команды make, если ее аргументом явно не указана цель, будет обрабатываться первая найденная в Makefile цель, имя которой не начинается с символа ".". Примером для простого Makefile может послужить уже упоминавшаяся программа prog:

prog: main.o supp.o

cc -o prog main.o supp.o

main.o supp.o: defs.h

В прведенном примере можно заметить ряд особенностей: в имени второй цели указаны два файла и для этой же цели не указана команда компиляции, кроме того, нигде явно не указана зависимость объектных файлов от "*.c"-файлов. Дело в том, что команда make имеет предопределенные правила для получения файлов с определенными суффиксами. Так, для цели - объектного файла (суффикс ".o") при обнаружении соответствующего файла с суффиксом ".c", будет вызван компилятор "сс -с" с указанием в параметрах этого ".c"-файла и всех файлов - зависимостей. Более того, в этом случае явно не указанные ".c"-файлы make самостоятельно внесет в список зависимостей и будет реагировать их изменение так же, как и для явно указанных зависимостей. Впрочем, ничто не мешает указать для данной цели альтернативную команду компиляции.

Вы вероятно заметили, что в приведенном Makefile одни и те же объектные файлы перечисляются несколько раз. А что, если к ним добавится еще один? Для упрощения таких ситуаций make поддерживает макроопределения.

Макроопределение имеет вид "ПЕРЕМЕННАЯ = ЗНАЧЕНИЕ". ЗНАЧЕНИЕ может являться произвольной последовательностью символов, включая пробелы и обращения к значениям уже определенных переменных. В дальнейшем, в любом месте Makefile, где встретится обращение к переменной-макроопределению, вместо нее будет подставлено ее текущее значение. Обращение к значению переменной в любом месте Makefile выглядит как $(ПЕРЕМЕННАЯ) (скобки обязательны, если имя переменной длиннее одного символа). Значение еще не определенных переменных - пустая строка. С учетом сказанного, можно преобразовать наш Makefile:

OBJS = main.o supp.o

prog: $(OBJS)

cc -o prog $(OBJS)

$(OBJS): defs.h

Теперь предположим, что к проекту добавился второй заголовочный файл supp.h, который включается только в supp.c. Тогда Makefile увеличится еще на одну строчку:

supp.o: supp.h

Таким образом, один целевой файла может указываться в нескольких целях. При этом полный список зависимостей для файла будет составлен из списков зависимостей всех целей, в которых он участвует, однако создание файла будет производиться только один раз.

В нашем примере мы группировали цели по принципу общих зависимостей, однако существует и альтернативный способ - группировать зависимости по одной цели. В этом случае Makefile будет выглядеть немного иначе, однако его суть не изменится.

OBJS = main.o supp.o

prog: $(OBJS)

cc -o prog $(OBJS)

main.o: defs.h

supp.o: defs.h supp.h

Обычно Makefile пишется так, чтобы простой запуск make приводил к компиляции проекта, однако, помимо компиляции, Makefile может использоваться и для выполнения других вспомогательных действий, напрямую не связанных с созданием каких-либо файлов. К таким действиям относится очистка проекта от всех результатов компиляции, или вызов процедуры инсталляции проекта в системе. Для выполнения подобных действий в Makefile могут быть указаны дополнительные цели, обращение к которым будет осуществляться указанием их имени аргументом вызова make (например, "make install"). Подобные вспомогательные цели носят название фальшивых, что связанно с отсутствием в проекте файлов, соответствующих их именам. Фальшивая цель может содержать список зависимостей и должна содержать список команд для исполнения. Поскольку фальшивая цель не имеет соответствующего файла в проекте, при каждом обращении к ней make будет пытаться ее построить. Однако, возможно возникновение конфликтной ситуации, когда в каталоге проекта окажется файл с именем, соответствующим имени фальшивой цели. Если для данного имени не определены файловые зависимости, он будет всегда считаться актуальным (up to date) и цель выполняться не будет. Для предотвращения таких ситуаций make поддерживает "встроенную" переменную ".PHONY", которой можно присвоить список имен целей, которые всегда должны считаться фальшивыми.

Теперь можно привести пример полного Makefile, пригодного для работы с проектом prog и принять во внимание некоторые часто применяемые приемы:

OBJS = main.o supp.o

BINS = prog

PREFIX = /usr/local

INSTALL = install

INSOPTS = -s -m 755 -o 0 -g 0

CC = gcc

.PHONY = all clean install

all: $(BINS)

prog: $(OBJS)

$(CC) -o prog $(OBJS)

main.o: defs.h

supp.o: defs.h supp.h

clean:

rm -f $(BINS)

rm -f $(OBJS)

rm -f *~

install: all

for $i in $(BINS) ; do \

$(INSTALL) $(INSOPTS) $$i $(PREFIX)/bin ; \

done

Итак, у нас появились три фальшивых цели: all, clean и install. Цель all обычно используется как псевдоним для сборки сложного проекта, содержащего несколько результирующих файлов (исполняемых, разделяемых библиотек, страниц документации и т.п.). Цель clean используется для полной очистки каталога проекта от результатов компиляции и "мусора" - резервных файлов, создаваемых текстовыми редакторами (они обычно заканчиваются символом "~"). Цель install используется для инсталляции проекта в операционной системе (приведенный пример расчитан на установку только исполняемых файлов). Следует отметить повсеместное использование макроопределений - помимо всего, этот прием повышает читабельность. Обратите также внимание на определение переменной $(CC) - это встроенная переменная make и она неявно "сработает" и при компиляции объектных файлов.

Внутренние макросы
Мake поддерживает пять внутренних макросов, полезных при написании правил построения целевых файлов:

$*

Этот макрос является именем файла без расширения из текущей зависимости; вычисляется только для подразумеваемых правил (см. Суффиксы).

$@

Этот макрос заменяется на полное имя целевого файла; вычисляется только для явно заданных зависимостей.

$<

Вычисляется только для подразумеваемых правил или для правила .DEFAULT. Этот макрос заменяется на имя файла, от которого по умолчанию зависит целевой файл. Так, в правиле .c.o макрос $< будет заменен на имя файла с расширением .c. Например, правило для изготовления оптимизированного об ектного файла из файла с расширением .c может быть таким:

.c.o:

cc -c -O $*.c

или

.c.o:

cc -c -O $<

$?

Макрос $? можно использовать в явных правилах make-файла. Этот макрос заменяется на список файлов-источников, которые изменялись позднее целевого файла.

$%

Этот макрос применяется только тогда, когда целевой файл указан в виде библ(файл.o), что означает, что он находится в библиотеке библ. В этом случае $@ заменяется на библ (имя архива), а $% заменяется на настоящее имя файла, файл.o.

Четыре из этих макросов имеют альтернативную форму. Если к любому из этих макросов добавлено F, то он заменяется на соответствующее макросу имя файла без имени каталога; если же добавлено D, то макрос заменяется на остальную часть значения первоначального макроса без последнего символа /, то есть на имя каталога. Так, $(@D) соответствует каталогу из $@. Если каталог не указан, то генерируется текущий каталог (.). Только макрос $? не имеет альтернативной формы.

Библиотеки

Если целевой файл или имя из списка зависимостей содержит скобки, то оно рассматривается как имя архивной библиотеки, а цепочка символов в скобках - как имя элемента библиотеки. Так, и библ(файл.o), и $(БИБЛ)(файл.o) обозначают библиотеку, содержащую файл.o (предполагается, что макрос БИБЛ был предварительно определен). Выражение $(БИБЛ)(файл1.o файл2.o) недопустимо. Правила обработки библиотечных файлов имеют вид .XX.a, где XX - суффикс, по которому будет получен элемент библиотеки. К сожалению, в текущей реализации требуется, чтобы XX отличался от суффикса элемента библиотеки. Например, нельзя, чтобы библ(файл.o) зависел от файл.o явно. Наиболее общее использование интерфейса работы с библиотеками следующее (предполагается, что исходными являются файлы на языке C):

lib: lib(file1.o) lib(file2.o) lib(file3.o)

@echo lib is now up-to-date

.c.a:

$(CC) -c $(CFLAGS) $<

$(AR) $(ARFLAGS) $@ $*.o

rm -f $*.o

Фактически, правило .c.a, приведенное выше, встроено в make. Более интересный, но более ограниченный пример конструкции, поддерживающей работу с библиотеками:

lib: lib(file1.o) lib(file2.o) lib(file3.o)

$(CC) -c $(CFLAGS) $(?:.o=.c)

$(AR) $(ARFLAGS) lib $?

rm $? @echo lib is now up-to-date

.c.a:;

Здесь используется режим подстановки расширений макросов. Список $? определен как множество имен об ектных файлов (в библиотеке lib), чьи исходные C-файлы были изменены. Подстановка заменяет .o на .c. (К сожалению, нельзя еще трансформировать в .c~; однако, это может стать возможно в будущем). Заметим также, что запрещается правило .c.a:, создающее каждый об ектный файл один за другим. Эта конструкция значительно ускоряет обновление библиотек, но становится весьма громоздкой, если библиотека содержит как программы на C, так и на ассемблере.

Отладчик ADB

Вызов ADB

Dызываетcz ADB, выполняя adb (1) команду. Синтаксис:

adb [-w] [-k] [-Idir] [-Ppid ] [objfile [corefile]

Где:

-w Разрешает запись в объектный файл.

-k Сообщает ADB, что объектные и основные файлы являются файлами ядра, так что ADB может исполнять соответствующее управление памятью.

-Idir Определяет каталоги , который содержит команды для ADB.

-Ppid "Принимают" уже процесс выполнения для отладки.

objfile Называет выполнимый объектный файл.

corefile Называет основной загрузочный модуль.

Обычно, вызывая ADB:

adb a.out core

Или более просто:

adb

Потому что настройка по умолчанию для объектного файла - a.out, и core файл - core.

Поставка знаку "минус" (-) для средств названия(имени) файла " игнорирует этот параметр, " как в:

adb a.out -

Чтобы записывать в объектный файл при игнорировании core файла, можна напечатать:

adb -w a.out -

Чтобы отлаживать выполняющийся в настоящее время процесс, вызовите ADB, печатая:

adb -Ppid a.out

Pid или " идентификатор процесса " может быть получен, используя ps (1) команда.

Потому что ADB прерывает нажатия клавиши, Вы не можете использовать сигнал выхода из, чтобы выйти от ADB. Вы должны использовать явный запрос ADB $q или $Q (или CONTROL D) чтобы выйти от ADB.

Использование ADB В интерактивном режиме

Вы работаете в интерактивном режиме с ADB, вводя запросы.

Общая форма для запроса:

[address ] [,count ] [command ] [modifier ]

ADB поддерживает текущий адрес, называемый "точкой". Этот адрес подобен в функции к текущему указателю в HP-UX редакторе, vi (1). Когда Вы указываете address, ADB устанавливает точку к тому расположению. ADB тогда выполняет команду command count раз. Вы можете вводить address и count как выражения. Вы создаете эти выражения от символов в пределах программы, которую Вы можете проверять и от десятичного числа, восьмеричных, и шестнадцатеричных целых чисел. Вот списки различных операторы для формирующихся выражений.

Формирующие выражение Операторы

Оператор Операция

+ Добавление

- Вычитание или Отрицание

* Умножение

% Целочисленный раздел(деление)

~ Одноместный НЕ

& Поразрядный И

| Поразрядный Содержащий ИЛИ

* Серия к следующему множителю

ADB исполняет арифметические операции на всех 32 битах.

ADB "помнит" последний(прошлый) набор оснований системы счисления. Вы можете изменять(заменять) текущее основание системы счисления с $o, $d, или $x команды. В течение запуска, заданное по умолчанию основание системы счисления шестнадцатерично. Если Вы изменяете(заменяете) основание системы счисления к десятичному числу, весь последующий ввод и вывод целых чисел интерпретируется как десятичное число, пока другой спецификатор основания системы счисления не используется.

Таблица 2 списка некоторые обычно использовала команды ADB и их значение.

Обычно Используемый ADB Команды

Команда Описание

? Печатает содержание от objfile.

/ Печатает содержание от corefile.

= Печатает значение "точки" (.) (адресс) .

: Контрольной точки останова .

$ Разные запросы.

; Разделитель команд.

! Выйти в Шелл.

CONTROL C Заканчивает любую команду ADB.

Отображение Информации

Вы можете запросить ADB расположения или в объектном файле или core файле. Запрос (?) показывает содержание объектного файла, в то время как / запрос исследует core файл. Как только Вы инициализируете процесс (использование или:r или команда:e), или ? или / обращаются к расположениям в адресном пространстве выполняющего процесса.

После любого? или / запросов, Вы можете определить формат, что ADB должен использовать, чтобы печатать эту информацию. Таблица 3 списка некоторые обычно используемые команды формата.

Обычно Используемых Команды Формата

Команда Описание

c Один байт как символ.

b Один байт как шестнадцатеричное значение.

x Два байта в шестнадцатеричном.

X Четыре байта в шестнадцатеричном.

d Два байта в десятичном числе.

f Четыре байта в единственном(отдельном) с плавающей запятой.

F Восемь байтов в двойном с плавающей запятой.

i Команда Precision Architecture HEWLETT-PACKARD.

s Символьная строка С нулевым символом в конце.

a Печатать в символической форме.

n Печатать newline.

r Печатать пустое пространство.

^ Резервируют точку.

Например, чтобы печатать первый шестнадцатеричный элемент массива длинных целых чисел, названных ints, Вы напечатали бы запрос:

ints/X

Этот запрос устанавливает значение точки к значению таблицы идентификаторов ints. Это также устанавливает значение точечного приращения к четыре. " Точечное приращение " является числом байтов, которые ADB печатает в требуемом формате.

В другом примере, чтобы печатать первые четыре байта как шестнадцатеричный номер послепоследующих четыре байта как десятичное число, Вы напечатали бы запрос:

ints/XD

В этом случае, ADB все еще устанавливает точку к ints, но точечное приращение - теперь восемь байтов.

Команда newline - специальная команда, которая повторяет предыдущую команду. Команда newline также использует значение точечного приращения, но команда не может всегда иметь значение. В этом контексте, однако, это означает повторять предыдущую команду, используя индекс одних и адрес точки плюс точечное приращение. Так, в этом случае(регистре), команда newline устанавливает точку к ints + 0x8 и печатает два длинных целого числа: первый как шестнадцатеричный номер и второй как десятичное число. Вы можете также повторить команду newline так часто как хотите. Например, Вы могли бы использовать эту методику, чтобы просмотреть разделы памяти.

При использовании этого примера, чтобы иллюстрировать другой пункт, Вы можете печатать первые четыре байта в длинном шестнадцатеричном формате и следующих четырех байтах в байте шестнадцатеричный формат, печатая запрос:

ints/X4b

Как эти примеры, Вы можете предшествовать любой команде формата с десятичным символом повторения.

Кроме того, Вы можете использовать параметр индекса запроса ADB, чтобы повторить, полный формат командует определенным числом раз. Например, чтобы печатать три строки, использующие вышеупомянутый формат, Вы напечатали бы запрос:

ints, 3/X4bn

(n в конце команды печатает перевод каретки, который делает вывод более легким для чтения.)

В этом примере, ADB устанавливает значение точки к ints + 0x10, скорее чем ints. Это случается, потому что каждый раз ADB заново выполняет команду формата, это устанавливает точку к точке плюс точечное приращение. Поэтому, значение точки - значение, которое точка имела в начале последнего(прошлого) выполнения команды формата. Точечное приращение - размер требуемого формата (в этом случае(регистре), восемь байтов). Команда newline в это время установила бы точку в ints + 0x18 и печать только одно повторение(копия) формата, потому что значение индекса сброшено к одному.

Чтобы проверять текущее значение точки, Вы можете напечатать запрос:

. = a

= команда может печатать значение адреса в любом формате.

Вы можете также использовать = команду, чтобы конвертировать(преобразовать) от одного ядра до другого. Например, Вы можете печатать значение "0x32" в восьмеричном, шестнадцатеричном, и представление десятичных чисел, печатая:

0x32 = oxd

ADB "помнит" сложный формат просьбы о каждом из?, /, и = команды. Например, после ввода предыдущего запроса, Вы можете печатать значение "0x64" в восьмеричном, шестнадцатеричном, и представление десятичных чисел, печатая:

0x64 =

Тогда, потому что последний введенный / команда была ints/X4b, Вы можете напечатать:

ints/

Печатать четыре байта в длинном шестнадцатеричном формате и четырех байтах в байте шестнадцатеричный формат.

Дополнительные команды печати

Команда Описание

$b Печатают текущие контрольные точки.

$c Печать располагает в стеке след.

$d Основание системы счисления значения по умолчанию Набора, чтобы адресовать параметр.

$e Печатают внешние переменные.

$f Регистраторы С плавающей точкой как единственная(отдельная) точность.

$F Регистраторы С плавающей точкой как двойная точность.

$m Печатают карты сегмента ADB.

$r Печатают общих регистраторов.

$s Смещение Набора для соответствия символа.

$v Печатают ADB переменные.

$w Вывод Набора выравнивает ширину.

Рекомендуеться также посмтотреть на лучший Отладчик под Unix:

http://www.kiarchive.ru/pub/gnu/gnu-mirror/Manuals/ddd/html_mono/ddd.html

Отладчик XDB

XDB – отладчик для отлаживания програм написаных на языках C, HP FORTRAN, HP Pascal, and C++ и понимает следующие команды:

xdb [-d dir] [-r file] [-R file] [-p file] [-P process_ID] [-L] [-l library]

[-i file] [-o file] [-e file] [-S num] [-s] [objectfile [corefile]]

где

-d dir определяет дополнительный каталог где размещены исходный коды

-r file определяет рекордный файл

-R file определяет файл restore, который был определен перед –p но после –r опции

-p file определяет файл воспоизведения действий (playback)

-P process_ID Определяет process_ID до которого желаем «присоедениться» чтоб отправить в

режим отладки

-L определяет строчно-ориентированный интерфейс.

-l library определяет библиотеку (общедоступную) до которой желаете подсоедениться

-i file переопределяет поток ввода в файл или в устройство

-o file переопределяет поток вывода в файл или в устройство

-e file переопределяет поток вывода ошибок в файл или в устройство

-S num устанавливает размер кеширования строки (по умолчанию 1024 что есть минимальный) –s определяет все библиотеки (общедоступный) которые использует програма

Размер екрана будет в зависимости от переменой окружения TERM или можно установить используя переменный LINES и COLUMNS.

При запуске xdb имеет 3 окна:

· Окно кода (содержит исходный код)

· Окно информации (содержит значения параметров и прочее)

· Командное окно, окно упраления

5. Примеры команд

r запускает програму с параметрами

R запускет програму без параметров

s пошаговый запусr (входит в функции)

S пошаговый запусr (не входить в функции)

к убить процесс

q выйти из отладчика

с продолжить выполнения програмы (continue)

v 11 посмотреть 11 строку кода

+5 посмотрить на 5 строк ниже

-5 ---------------------------- выше

v my_function показать функцию

v test1.c просмотреть файл test1.c

v test1.c:40 просмотреть файл test1.c на 40 строке

V посмотреть текущуй стек (сотояний вызовов)

V 2 посмотреть текущей стек на 2 уровня глубже

w 12 установить размер окна кода на 12

td показать код на asssembly языке (что б возвратиться к коду то еще раз нужно набрать td)

ts показать код и asssembly

s 6 запустить 6 шагов

/ n=4 ищет код n=4 (снизу)

? n=4 ищет код n=4 (сверху)

b 42 устанавливает точку останова в 42 строке

b 32 \4 в 32 строке будет останавливаться програма 4 раза

bp устанавливает точку останова на точке входа в програму

bp my_funс устанавливает точку останова на точке входа в процедуру my_func

lb просмотреть точки останова

db 2 удалить 2ю точку остнаова

db * удалить все точки останова

p count просмотреть значение count

p count\x просмотреть в шестнацатиричном виде

p num\D просмотреть переменую в long типе как десятеричную

p . показать преведущее значение

p *(&.+42) показать значение на 42 байта дальше от преведуще-показаного значения

p my_struct показывает даные в структуре

p my_struct.name показывает значение в структуры поля name

p *ptr значения указателя

p+ (p-) показывет следущий(преведущий) елемент

p num=num+20 увеличить значения на 20

t показывает стек

Справочная таблица команд и флагов XDB

h [topic] Print commands/syntaxes related to this topic.

Help without a topic prints the complete help text. Available topics

include command names (short form) which print the syntax for and a

terse description of the command. Other topics are:

assert assertions; macro macros;

bpset set breakpoints; misc other commands, etc.;

bpstat view & modify breakpoints; options xdb command line;

C++ C++ features; proc procedure related;

cmdlist command list features; record write & use log files;

control process control; register registers;

data view & modify data; screen window modes;

disasm disassembly mode; signal signal handling;

formats format specifiers; state global state switches;

help this description; source view source;

list list various items; trace trace stack or proc(s);

locations location syntax; variables variable syntax.

Process control:

r [arguments] Run child process with arguments.

R Run child process with no arguments.

c [location] Continue from breakpoint with no signal, set temporary breakpoint at location.

C [location] Continue with current signal, set temporary breakpoint at location.

s [number] Single step, follow procedure calls.

S [number] Single step, step over procedure calls.

g (line | #label) Go to line in current procedure.

g (+|-) [lines] Go forward/back 1 or given number of lines.

k Kill child process, if any.

Setting breakpoints:

b [location] [\count] [commands] Set breakpoint.

ba [address] [\count] [commands] Set breakpoint at code address.

bb [depth] [\count] [commands] Set breakpoint at procedure beginning.

bi expr.proc [\count] [commands] Set an instance breakpoint.

bi [-c|-C] expr [commands] Set an instance breakpoint.

bp [commands] Set procedure breakpoints.

bpc [-c|-C] class [commands] Set a class breakpoint.

bpo [[class]::]proc [commands] Set breakpoints on overloaded functions.

bpt [commands] Set procedure trace breakpoints.

bpx [commands] Set procedure exit breakpoints.

bt [(depth | proc)] [\count] [commands] Trace procedure.

bu [depth] [\count] [commands] Set up-level breakpoint.

bx [depth] [\count] [commands] Set breakpoint at procedure exit.

bpg [commands] Set paragraph breakpoints. (MPE-only)

tpg [commands] Set paragraph trace breakpoints. (MPE-only)

txc Toggle the exception stop-on-catch state.

txt Toggle the exception stop-on-throw state.

View and modify breakpoint status:

lb List all breakpoints.

lx List exception stop-on-throw and -catch state.

db [number | *] Delete one or all breakpoints.

dp Delete procedure breakpoints.

Dpx Delete procedure exit breakpoints.

Dpt Delete procedure trace breakpoints.

dpg Delete paragraph [trace] breakpoints.(MPE-only)

ab [number | *] Activate one or all breakpoints.

sb [number | *] Suspend one or all breakpoints.

tb Toggle overall breakpoints state.

abc commands Global breakpoint commands.

dbc Delete global breakpoint commands.

bc number expr Set a breakpoint count.

xcc commands Define the stop-on-catch command-list.

xtc commands Define the stop-on-throw command-list.

i expr {commands} [{commands}] Conditionally execute commands. (Also: if)

{ } Group commands.

; Separate commands.

Q Quiet breakpoint reporting.

"any string" Print string.

Source viewing:

L Show current location and its source line.

v [location] View source at location in source window.

va [address] View address in disassembly window.

V [depth] View procedure at depth in source window.

top View procedure at top of stack.

up [number] View procedure number levels higher in stack.

down [number] View procedure number levels lower in stack.

+[number] Move forward in sourcefile.

-[number] Move backward in sourcefile.

/[string] Search forwards in sourcefile for string.

?[string] Search backwards for string.

n Repeat previous search.

N Repeat previous search in opposite direction.

apm old_path [new_path] Add (prefix) path map for source files.

dpm [index | *] Delete path map(s) for source files.

lpm List path maps in order of precedence.

D "dir" Add a directory search path for source files.

ld List all directories.

lf [string] List all (or matching) files.

lsl List all shared libraries.

lp [[class]::][string] List all (or matching) procedures.

lo [[class]::][string] List all (or matching) overloaded functions.

lcl [string] List all (or matching) classes.

lct [string] List all (or matching) class templates.

ltf [string] List all (or matching) function expansions.

lft [string] List all (or matching) function templates.

View and modify data:

p expr [\format] Print value of expression using format.

p expr?format Print address of expression using format.

p -[\format] Print value of prev memory location using format.

p +[\format] Print value of next memory location using format.

p class:: Print static members of class.

l [[class]::][proc[:depth]] List all parameters and locals of proc.

t [depth] Trace stack.

T [depth] Trace stack and show local variables.

tst Toggle stub visibility. (PA-RISC only)

lr [string] List all (or matching) registers.

lc [string] List all (or matching) commons. (PA-RISC only)

lg [string] List all (or matching) globals.

ls [string] List all (or matching) special variables.

mm [string] Show memory-map of all (or matching) loaded shared -libraries.

f ["printf-style-format"] Set address printing format.

disp item [\format] Display Cobol data item value using format.(MPE-only)

move val to item Move value "val" to cobol data item "item" (MPE-only)

pq <<same as p>> Print quietly. Evaluate without printing.

ll [string] List all (or matching) labels.

lz List all signals.

z [number] [i][r][s][Q] Toggle flags (ignore, report, stop, Quiet) for signal.

Screen modes:

am Activate more (turn on pagination).

sm Suspend more (turn off pagination).

w number Set size of source window.

td Toggle disassembly mode.

ts Toggle split-screen mode.

fr Display floating point registers.

gr Display general registers.

tf Toggle float register display precision (PA-RISC only).

sr Display special registers. (PA-RISC only)

u Update screen.

U Refresh source & location windows on screen.

+r Scroll floating point registers forward.

-r Scroll floating point registers backward.

Assertions:

a commands Create a new assertion with a command list.

aa (number | *) Activate one or all assertions.

da (number | *) Delete one or all assertions.

la List all assertions.

sa (number | *) Suspend one or all assertions.

ta Toggle overall assertions state.

x [expr] Exit assertion mode, possibly aborting the assertion command list.

Macros:

def name [replacement-text] Define a macro name.

lm [string] List all (or matching) macros.

tm Toggle the macro substitution mechanism.

undef (name | *) Remove the macro definition for name or all.

Record and playback:

tr [@] Toggle the record [record-all] mechanism.

< file Playback from file.

<< file Playback from file with single stepping.

> file Record commands to file.

>> file Append commands to file.

>@ file Record-all debugger commands & output to file.

>>@ file Append all debugger commands & output to file.

">>" is equivalent to ">" for the next four commands.

> Show status of current recording file.

>@ Show status of current record-all file.

>(t | f | c) Turn recording on (t), or off (f), or close the recording file (c).

>@(t | f | c) Turn record-all on (t), or off (f), or close the record-all file (c).

Misc:

ss file Save (breakpoint, macro, assertion) state.

tc Toggle case sensitivity in searches.

<carriage-return> Repeat previous command.

~ Repeat previous command.

! [command-line] Execute shell (with or without commands).

q Quit debugger.

$addr Unary operator, address of object.

$sizeof Unary operator, size of object.

$in Unary boolean operator, execution in procedure.

# [text] A comment.

I Print debugger status.

M [(t | c) [expr [; expr ...]]] Print or set (text or core) maps.

tM Toggle between default and modifiable core maps.

VARIABLES

var Search current procedure and globals.

class::var Search class for variable.

[[class]::]proc:[class::]var Search procedure for variable.

[[class]::]proc:depth:[class::]var Search procedure at depth on stack.

:var or ::var Search for global variable only.

. Shorthand for last thing you looked at.

$var Define or use special variable.

$result Return value of last cmd line procedure call.

$signal Current child process signal number.

$lang Current language for expression evaluation.

$depth Default stack depth for local variables.

$print Display mode for character data.

$line Current source line number.

$malloc Debugger memory allocation (bytes).

$step Instr. count in non-debug before free-run.

$cplusplus C++ feature control flags.

$regname Hardware registers.

$fpa Treat fpa sequence as one instruction.(S300 only)

$fpa_reg Address register for fpa sequences. (S300 only)

LOCATIONS

line source line & code address (if any)

#label "

file[:line] "

[file:]proc[:proc[...]][:line|#label] "

[class]::proc[:line|#label] "

proc#line code address (if any)

[class]::proc#line "

name@shared_lib Address of name in shared library

FORMATS

A format has the form [count]formchar[size]. formchar's are :

a String at address.

(b | B) Byte in decimal (either way).

(c | C) (Wide) character.

(d | D) (Long) decimal.

(e | E) E floating point notation (as double).

(f | F) F floating point notation (as double).

(g | G) G floating point notation (as double).

i Machine instruction (disassembly).

(k | K) Formatted structure display (with base classes).

n "Normal" format, based on type.

(o | O) (Long) octal.

p Print name of procedure containing address.

(r | R) Print template of object (with base classes).

s String from pointer.

S Formatted structure display.

(t | T) Print type of object (with base classes).

(u | U) (Long) unsigned decimal.

(w | W) Wide character string (at address).

(x | X) (Long) hexadecimal.

(z | Z) (Long) binary.

Size can be a number or one of the following:

b 1 byte (char)

s 2 bytes (short)

l 4 bytes (long)

D 8 bytes (double - floating point formats only)

L 16 bytes (long double - floating point only)

6. Системные вызовы и взаимодействие с UNIX.

В этой главе речь пойдет о процессах. Скомпилированная программа хранится на диске как обычный нетекстовый файл. Когда она будет загружена в память компьютера и начнет выполняться - она станет процессом .

UNIX - многозадачная система (мультипрограммная). Это означает, что одновременно может быть запущено много процессов. Процессор выполняет их в режиме разделения времени - выделяя по очереди квант времени одному процессу, затем другому, третьему... В результате создается впечатление параллельного выполнения всех процессов (на многопроцессорных машинах параллельность истинная). Процессам, ожидающим некоторого события, время процессора не выделяется. Более того, "спящий" процесс может быть временно откачан (т.е. скопирован из памяти машины) на диск, чтобы освободить память для других процессов. Когда "спящий" процесс дождется события, он будет "разбужен" системой, переведен в ранг "готовых к выполнению" и, если был откачан будет возвращен с диска в память (но, может быть, на другое место в памяти!). Эта процедура носит название "своппинг" (swapping ).

Можно запустить несколько процессов, выполняющих программу из одного и того же файла; при этом все они будут (если только специально не было предусмотрено иначе) независимыми друг от друга. Так, у каждого пользователя, работающего в системе, имеется свой собственный процесс-интерпретатор команд (своя копия), выполняющий программу из файла /bin/csh (или /bin/sh ).

Процесс представляет собой изолированный "мир", общающийся с другими "мирами" во Вселенной при помощи:

a) Аргументов функции main :

void main (int argc , char *argv [], char *envp []);

Если мы наберем команду

$ a.out a1 a2 a3

то функция main программы из файла a .out вызовется с

argc = 4 /* количество аргументов */

argv [0] = "a.out" argv [1] = "a1"

argv [2] = "a2" argv [3] = "a3"

argv [4] = NULL

По соглашению argv [0] содержит имя выполняемого файла из которого загружена эта программа^* .

b) Так называемого "окружения" (или "среды") char *envp [], продублированного также в предопределенной переменной

extern char **environ ;

Окружение состоит из строк вида

"ИМЯПЕРЕМЕННОЙ = значение "

Массив этих строк завершается NULL (как и argv ). Для получения значения переменной с именем ИМЯ существует стандартная функция

char *getenv ( char *ИМЯ );

Она выдает либо значение , либо NULL если переменной с таким именем нет.

c) Открытых файлов. По умолчанию (неявно) всегда открыты 3 канала:

ВВОД В Ы В О Д

FILE * stdin stdout stderr

соответствует fd 0 1 2

связан с клавиатурой дисплеем

#include <stdio.h>

main(ac, av) char **av; {

execl ("/bin/sleep", "Take it easy", "1000", NULL);

}

Эти каналы достаются процессу "в наследство" от запускающего процесса и связаны с дисплеем и клавиатурой, если только не были перенаправлены. Кроме того, программа может сама явно открывать файлы (при помощи open , creat , pipe , fopen ). Всего программа может одновременно открыть до определенное количество файлов в зависииости от настройки ядра.

d) Процесс имеет уникальный номер, который он может узнать вызовом

int pid = getpid ();

а также узнать номер "родителя" вызовом

int ppid = getppid ();

Процессы могут по этому номеру посылать друг другу сигналы:

kill (pid /* кому */, sig /* номер сигнала */);

и реагировать на них

signal (sig /*по сигналу*/, f /*вызывать f(sig)*/);

e) Существуют и другие средства коммуникации процессов: семафоры, сообщения, общая память, сетевые коммуникации.

f) Существуют некоторые другие параметры (контекст) процесса: например, его текущий каталог, который достается в наследство от процесса-"родителя", и может быть затем изменен системным вызовом

chdir (char *имя _нового _каталога );

У каждого процесса есть свой собственный текущий рабочий каталог. К "прочим" характеристикам отнесем также: управляющий терминал; группу процессов (pgrp ); идентификатор (номер) владельца процесса (uid ), идентификатор группы владельца (gid ), реакции и маски, заданные на различные сигналы; и.т.п.

g) Издания других запросов (системных вызовов) к операционной системе ("богу") для выполнения различных "внешних" операций.

h) Все остальные действия происходят внутри процесса и никак не влияют на другие процессы и устройства ("миры"). В частности, один процесс НИКАК не может получить доступ к памяти другого процесса, если тот не позволил ему это явно (механизм shared memory ); адресные пространства процессов независимы и изолированы (равно и пространство ядра изолировано от памяти процессов).

Операционная система выступает в качестве коммуникационной среды , связывающей "миры"-процессы, "миры"-внешние устройства (включая терминал пользователя); а также в качестве распорядителя ресурсов "Вселенной", в частности - времени (по очереди выделяемого активным процессам) и пространства (в памяти компьютера и на дисках).

Уже неоднократно упоминали "системные вызовы". Что же это такое? С точки зрения Си-программиста - это обычные функции. В них передают аргументы, они возвращают значения. Внешне они ничем не отличаются от написанных нами или библиотечных функций и вызываются из программ одинаковым с ними способом.

С точки же зрения реализации - есть глубокое различие. Тело функции-сисвызова расположено не в нашей программе, а в резидентной (т.е. постоянно находящейся в памяти компьютера) управляющей программе, называемой ядром операционной системы ^* .

Поведение всех программ в системе вытекает из поведения системных вызовов, которыми они пользуются. Даже то, что UNIX является многозадачной системой, непосредственно вытекает из наличия системных вызовов fork , exec , wait и спецификации их функционирования! То же можно сказать про язык Си - мобильность программы зависит в основном от набора используемых в ней библиотечных функций (и, в меньшей степени, от диалекта самого языка, который должен удовлетворять стандарту на язык Си). Если две разные системы предоставляют все эти функции (которые могут быть по-разному реализованы, но должны делать одно и то же), то программа будет компилироваться и работать в обоих системах, более того, работать в них одинаково .

Сам термин "системный вызов" как раз означает "вызов системы для выполнения действия", т.е. вызов функции в ядре системы. Ядро работает в привелегированном режиме , в котором имеет доступ к некоторым системным таблицам^* , регистрам и портам внешних устройств и диспетчера памяти, к которым обычным программам доступ аппаратно запрещен (в отличие от MS DOS , где все таблицы ядра доступны пользовательским программам, что создает раздолье для вирусов). Системный вызов происходит в 2 этапа: сначала в пользовательской программе вызывается библиотечная функция-"корешок", тело которой написано на ассемблере и содержит команду генерации программного прерывания . Это - главное отличие от нормальных Си-функций - вызов по прерыванию. Вторым этапом является реакция ядра на прерывание:

1. переход в привелегированный режим;

2. разбирательство, КТО обратился к ядру, и подключение u-area этого процесса к адресному пространству ядра (context switching );

3. извлечение аргументов из памяти запросившего процесса;

4. выяснение, ЧТО же хотят от ядра (один из аргументов, невидимый нам - это номер системного вызова);

5. проверка корректности остальных аргументов;

6. проверка прав процесса на допустимость выполнения такого запроса;

7. вызов тела требуемого системного вызова - это обычная Си-функция в ядре;

8. возврат ответа в память процесса;

9. выключение привелегированного режима;

10. возврат из прерывания.

Во время системного вызова (шаг 7) процесс может "заснуть", дожидаясь некоторого события (например, нажатия кнопки на клавиатуре). В это время ядро передаст управление другому процессу. Когда наш процесс будет "разбужен" (событие произошло) - он продолжит выполнение шагов системного вызова.

Большинство системных вызовов возвращают в программу в качестве своего значения признак успеха: 0 - все сделано, (-1) - сисвызов завершился неудачей; либо некоторое содержательное значение при успехе (вроде дескриптора файла в open (), и (-1) при неудаче. В случае неудачного завершения в предопределенную переменную errno заносится номер ошибки, описывающий причину неудачи (коды ошибок предопределены, описаны в include-файле <errno .h > и имеют вид Eчтото ). Заметим, что при УДАЧЕ эта переменная просто не изменяется и может содержать любой мусор, поэтому проверять ее имеет смысл лишь в случае, если ошибка действительно произошла:

#include <errno .h > /* коды ошибок */

extern int errno ;

extern char *sys _ errlist [];

int value ;

if((value = sys _ call (...)) < 0 ){

printf("Error:%s(%d)\n", sys _ errlist [errno ],

errno );

exit (errno ); /* принудительное завершение программы */

}

Предопределенный массив sys _ errlist , хранящийся в стандартной библиотеке, содержит строки-расшифровку смысла ошибок (по-английски). Посмотрите описание функции per- ror ().

Время в UNIX.

Ниже приведены примеры как узнавать время:

. В системе UNIX время обрабатывается и хранится именно в виде числа секунд; в частности текущее астрономическое время можно узнать системным вызовом

#include <sys /types .h >

#include <time .h >

time _ t t = time (NULL); /* time (&t ); */

Функция

struct tm *tm = localtime ( &t );

разлагает число секунд на отдельные составляющие, содержащиеся в int-полях структуры:

tm _ year год (надо прибавлять 1900)

tm _ yday день в году 0..365

tm _ mon номер месяца 0..11 (0 - Январь)

tm _ mday дата месяца 1..31

tm _ wday день недели 0..6 (0 - Воскресенье)

tm _ hour часы 0..23

tm _ min минуты 0..59

tm _ sec секунды 0..59

Номера месяца и дня недели начинаются с нуля, чтобы вы могли использовать их в качестве индексов:

char *months [] = { "Январь", "Февраль", ..., "Декабрь" };

printf( "%s\n", months [ tm ->tm_mon ] );

Часто бывает нужда передавать значения времени в одной строке

Вот пример программы которая преобразовывает в ремя в такой формат:

/* Mon Jun 12 14:31:26 2000 */

#include <stdio.h>

#include <time.h>

main() { /* команда date */

time_t t = time (NULL);

char *s = ctime (&t);

printf("%s", s );

}

UNIX -машины имеют встроенные таймеры (как правило несколько) с довольно высоким разрешением. Некоторые из них могут использоваться как "будильники" с обратным отсчетом времени: в таймер загружается некоторое значение; таймер ведет обратный отсчет, уменьшая загруженный счетчик; как только это время истекает - посылается сигнал процессу, загрузившему таймер.

Вот как, к примеру, выглядит функция задержки в микросекундах (миллионных долях секунды). Примечание: эту функцию не следует использовать вперемежку с функциями sleep и alarm .

#include <sys/types.h>

#include <signal.h>

#include <sys/time.h>

void do_nothing () {}

/* Задержка на usec миллионных долей секунды (микросекунд) */

void usleep (unsigned int usec ) {

struct itimerval new, old;

/* struct itimerval содержит поля:

struct timeval it_interval;

struct timeval it_value;

Где struct timeval содержит поля:

long tv_sec; -- число целых секунд

long tv_usec; -- число микросекунд

*/

struct sigaction new_vec, old_vec;

if (usec == 0) return;

/* Поле tv_sec содержит число целых секунд.

Поле tv_usec содержит число микросекунд.

it_value - это время, через которое В ПЕРВЫЙ раз

таймер "прозвонит",

то есть пошлет нашему процессу

сигнал SIGALRM.

Время, равное нулю, немедленно остановит таймер.

it_interval - это интервал времени, который будет загружаться

в таймер после каждого "звонка"

(но не в первый раз).

Время, равное нулю, остановит таймер

после его первого "звонка".

*/

new.it_interval.tv_sec = 0;

new.it_interval.tv_usec = 0;

new.it_value.tv_sec = usec / 1000000;

new.it_value.tv_usec = usec % 1000000;

/* Сохраняем прежнюю реакцию на сигнал SIGALRM в old_vec,

заносим в качестве новой реакции do_nothing()

*/

new_vec.sa_handler = do_nothing;

sigemptyset (&new_vec.sa_mask);

new_vec.sa_flags = 0;

sigaction (SIGALRM, &new_vec, &old_vec);

/* Загрузка интервального таймера значением new, начало отсчета.

* Прежнее значение спасти в old.

* Вместо &old можно также NULL - не спасать.

*/

setitimer (ITIMER _ REAL , &new, &old);

/* Ждать прихода сигнала SIGALRM */

sigpause (SIGALRM);

/* Восстановить реакцию на SIGALRM */

sigaction (SIGALRM, &old_vec, (struct sigaction *) 0);

sigrelse (SIGALRM);

/* Восстановить прежние параметры таймера */

setitimer (ITIMER_REAL, &old, (struct itimerval *) 0);

}

Пример оспользования интервалов

#include <stdio.h>

#include <unistd.h> /* _SC_CLK_TCK */

#include <signal.h> /* SIGALRM */

#include <sys/time.h> /* не используется */

#include <sys/times.h> /* struct tms */

struct tms tms_stop, tms_start;

clock_t real_stop, real_start;

clock_t HZ; /* число ticks в секунде */

/* Засечь время момента старта процесса */

void hello(void){

real_start = times (&tms_start);

}

/* Засечь время окончания процесса */

void bye(int n){

real_stop = times (&tms_stop);

#ifdef CRONO

/* Разность времен */

tms_stop.tms_utime -= tms_start.tms_utime;

tms_stop.tms_stime -= tms_start.tms_stime;

#endif

/* Распечатать времена */

printf("User time = %g seconds [%lu ticks]\n",

tms_stop.tms_utime / (double)HZ, tms_stop.tms_utime);

printf("System time = %g seconds [%lu ticks]\n",

tms_stop.tms_stime / (double)HZ, tms_stop.tms_stime);

printf("Children user time = %g seconds [%lu ticks]\n",

tms_stop.tms_cutime / (double)HZ, tms_stop.tms_cutime);

printf("Children system time = %g seconds [%lu ticks]\n",

tms_stop.tms_cstime / (double)HZ, tms_stop.tms_cstime);

printf("Real time = %g seconds [%lu ticks]\n",

(real_stop - real_start) / (double)HZ, real_stop - real_start);

exit(n);

}

/* По сигналу SIGALRM - завершить процесс */

void onalarm(int nsig){

printf("Выход #%d ================\n", getpid());

bye(0);

}

/* Порожденный процесс */

void dochild(int n){

hello();

printf("Старт #%d ================\n", getpid());

signal(SIGALRM, onalarm);

/* Заказать сигнал SIGALRM через 1 + n*3 секунд */

alarm(1 + n*3);

for(;;){} /* зациклиться в user mode */

}

#define NCHLD 4

int main(int ac, char *av[]){

int i;

/* Узнать число тиков в секунде */

HZ = sysconf (_SC_CLK_TCK);

setbuf(stdout, NULL);

hello();

for(i=0; i < NCHLD; i++)

if(fork() == 0)

dochild(i);

while(wait(NULL) > 0);

printf("Выход MAIN =================\n");

bye(0);

return 0;

}

Сигналы.

Процессы в UNIX используют много разных механизмов взаимодействия. Одним из них являются сигналы .

Сигналы - это асинхронные события. Что это значит? Сначала объясним, что такое синхронные события: я два раза в день подхожу к почтовому ящику и проверяю - нет ли в нем почты (событий). Во-первых, я произвожу опрос - "нет ли для меня события?", в программе это выглядело бы как вызов функции опроса и, может быть, ожидания события. Во-вторых, я знаю, что почта может ко мне прийти, поскольку я подписался на какие-то газеты. То есть я предварительно заказывал эти события.

Схема с синхронными событиями очень распространена. Кассир сидит у кассы и ожидает, пока к нему в окошечко не заглянет клиент. Поезд периодически проезжает мимо светофора и останавливается, если горит красный. Функция Си пассивно "спит" до тех пор, пока ее не вызовут; однако она всегда готова выполнить свою работу (обслужить клиента). Такое ожидающее заказа (события) действующее лицо называется сервер . После выполнения заказа сервер вновь переходит в состояние ожидания вызова. Итак, если событие ожидается в специальном месте и в определенные моменты времени (издается некий вызов для ОПРОСА) - это синхронные события. Канонический пример - функция gets , которая задержит выполнение программы, пока с клавиатуры не будет введена строка. Большинство ожиданий внутри системных вызовов - синхронны . Ядро ОС выступает для программ пользователей в роли сервера, выполняющего сисвызовы (хотя и не только в этой роли - ядро иногда предпринимает и активные действия: передача процессора другому процессу через определенное время (режим разделения времени), убивание процесса при ошибке, и.т.п.).

Сигналы - это асинхронные события. Они приходят неожиданно, в любой момент времени - вроде телефонного звонка. Кроме того, их не требуется заказывать - сигнал процессу может поступить совсем без повода. Аналогия из жизни такова: человек сидит и пишет письмо. Вдруг его окликают посреди фразы - он отвлекается, отвечает на вопрос, и вновь продолжает прерванное занятие. Человек не ожидал этого оклика (быть может, он готов к нему, но он не озирался по сторонам специально). Кроме того, сигнал мог поступить когда он писал 5-ое предложение, а мог - когда 34-ое. Момент времени, в который произойдет прерывание, не фиксирован.

Сигналы имеют номера , причем их количество ограничено - есть определенный список допустимых сигналов. Номера и мнемонические имена сигналов перечислены в includeфайле <signal .h > и имеют вид SIG нечто . Допустимы сигналы с номерами 1..NSIG -1, где NSIG определено в этом файле. При получении сигнала мы узнаем его номер, но не узнаем никакой иной информации: ни от кого поступил сигнал, ни что от нас хотят. Просто "звонит телефон". Чтобы получить дополнительную информацию, наш процесс должен взять ее из другого известного места; например - прочесть заказ из некоторого файла, об имени которого все наши программы заранее "договорились". Сигналы процессу могут поступать тремя путями:

От другого процесса, который явно посылает его нам вызовом

kill (pid , sig );

где pid - идентификатор (номер) процесса-получателя, а sig - номер сигнала. Послать сигнал можно только родственному процессу - запущенному тем же пользователем.

• От операционной системы. Система может посылать процессу ряд сигналов, сигнализирующих об ошибках, например при обращении программы по несуществующему адресу или при ошибочном номере системного вызова. Такие сигналы обычно прекращают наш процесс.
• От пользователя - с клавиатуры терминала можно нажимом некоторых клавиш послать сигналы SIGINT и SIGQUIT . Собственно, сигнал посылается драйвером терминала при получении им с клавиатуры определенных символов. Так можно прервать зациклившуюся или надоевшую программу.

Процесс-получатель должен как-то отреагировать на сигнал. Программа может:

• проигнорировать сигнал (не ответить на звонок);
• перехватить сигнал (снять трубку), выполнить какие-то действия, затем продолжить прерванное занятие;
• быть убитой сигналом (звонок был подкреплен броском гранаты в окно);

В большинстве случаев сигнал по умолчанию убивает процесс-получатель. Однако процесс может изменить это умолчание и задать свою реакцию явно. Это делается вызовом signal :

#include <signal .h >

void (*signal (int sig , void (*react )() )) ();

Параметр react может иметь значение:

SIG _ IGN

сигнал sig будет отныне игнорироваться. Некоторые сигналы (например SIGKILL ) невозможно перехватить или проигнорировать.

SIG _ DFL

восстановить реакцию по умолчанию (обычно - смерть получателя). имя _функции Например

void fr (gotsig ){ ..... } /* обработчик */

... signal (sig , fr ); ... /* задание реакции */

Тогда при получении сигнала sig будет вызвана функция fr , в которую в качестве аргумента системой будет передан номер сигнала, действительно вызвавшего ее gotsig ==sig . Это полезно, т.к. можно задать одну и ту же функцию в качестве реакции для нескольких сигналов:

... signal (sig1 , fr ); signal (sig2 , fr ); ...

После возврата из функции fr () программа продолжится с прерванного места. Перед вызовом функции-обработчика реакция автоматически сбрасывается в реакцию по умолчанию SIG _ DFL , а после выхода из обработчика снова восстанавливается в fr . Это значит, что во время работы функции-обработчика может прийти сигнал, который убьет программу.

Приведем список некоторых сигналов; полное описание посмотрите в документации. Колонки таблицы: G - может быть перехвачен; D - по умолчанию убивает процесс (k ), игнорируется (i ); C - образуется дамп памяти процесса: файл core , который затем может быть исследован отладчиком adb ; F - реакция на сигнал сбрасывается; S - посылается обычно системой, а не явно.

сигнал G D C F S смысл

SIGTERM + k - + - завершить процесс

SIGKILL - k - + - убить процесс

SIGINT + k - + - прерывание с клавиш

SIGQUIT + k + + - прерывание с клавиш

SIGALRM + k - + + будильник

SIGILL + k + - + запрещенная команда

SIGBUS + k + + + обращение по неверному

SIGSEGV + k + + + адресу

SIGUSR1 , USR2 + i - + - пользовательские

SIGCLD + i - + + смерть потомка

• Сигнал SIGILL используется иногда для эмуляции команд с плавающей точкой, что происходит примерно так: при обнаружении "запрещенной" команды для отсутствующего процессора "плавающей" арифметики аппаратура дает прерывание и система посылает процессу сигнал SIGILL . По сигналу вызывается функция-эмулятор плавающей арифметики (подключаемая к выполняемому файлу автоматически), которая и обрабатывает требуемую команду. Это может происходить много раз, именно поэтому реакция на этот сигнал не сбрасывается .
• SIGALRM посылается в результате его заказа вызовом alarm () (см. ниже).
• Сигнал SIGCLD посылается процессу-родителю при выполнении процессом-потомком сисвызова exit (или при смерти вследствие получения сигнала). Обычно процессродитель при получении такого сигнала (если он его заказывал) реагирует, выполняя в обработчике сигнала вызов wait (см. ниже). По-умолчанию этот сигнал игнорируется.
• Реакция SIG _ IGN не сбрасывается в SIG _ DFL при приходе сигнала, т.е. сигнал игнорируется постоянно.
• Вызов signal возвращает старое значение реакции, которое может быть запомнено в переменную вида void (*f )(); а потом восстановлено.
• Синхронное ожидание (сисвызов) может иногда быть прервано асинхронным событием (сигналом), но об этом ниже.

Деления просесса

Системный вызов fork () (вилка) создает новый процесс: копию процесса, издавшего вызов. Отличие этих процессов состоит только в возвращаемом fork -ом значении:

0 - в новом процессе.

pid нового процесса - в исходном.

Вызов fork может завершиться неудачей если таблица процессов переполнена. Простейший способ сделать это:

main(){

while(1)

if( ! fork ()) pause ();

}

Одно гнездо таблицы процессов зарезервировано - его может использовать только суперпользователь (в целях жизнеспособности системы: хотя бы для того, чтобы запустить программу, убивающую все эти процессы-варвары).

Пайпы и FIFO-файлы.

Процессы могут обмениваться между собой информацией через файлы. Существуют файлы с необычным поведением - так называемые FIFO -файлы (first in , first out ), ведущие себя подобно очереди. У них указатели чтения и записи разделены . Работа с таким файлом напоминает проталкивание шаров через трубу - с одного конца мы вталкиваем данные, с другого конца - вынимаем их. Операция чтения из пустой "трубы" проиостановит вызов read (и издавший его процесс) до тех пор, пока кто-нибудь не запишет в FIFOфайл какие-нибудь данные. Операция позиционирования указателя - lseek () - неприме- нима к FIFO-файлам. FIFO-файл создается системным вызовом

#include <sys /types .h >

#include <sys /stat .h >

mknod ( имяФайла , S _ IFIFO | 0666, 0 );

где 0666 - коды доступа к файлу. При помощи FIFO-файла могут общаться даже неродственные процессы.

Разновидностью FIFO-файла является безымянный FIFO-файл, предназначенный для обмена информацией между процессом-отцом и процессом-сыном. Такой файл - канал связи как раз и называется термином "труба" или pipe . Он создается вызовом pipe :

int conn [2]; pipe (conn );

Если бы файл-труба имел имя PIPEFILE , то вызов pipe можно было бы описать как

mknod ("PIPEFILE ", S _ IFIFO | 0600, 0);

conn [0] = open ("PIPEFILE ", O _ RDONLY );

conn [1] = open ("PIPEFILE ", O _ WRONLY );

unlink ("PIPEFILE ");

При вызове fork каждому из двух процессов достанется в наследство пара дескрипторов:

pipe (conn );

fork ();

conn [0]----<---- ----<-----conn [1]

FIFO

conn [1]---->---- ---->-----conn [0]

процесс A процесс B

Пусть процесс A будет посылать информацию в процесс B . Тогда процесс A сделает:

close (conn [0]);

// т.к. не собирается ничего читать

write (conn [1], ... );

а процесс B

close (conn [1]);

// т.к. не собирается ничего писать

read (conn [0], ... );

Получаем в итоге:

conn [1]---->----FIFO---->-----conn [0]

процесс A процесс B

Обычно поступают еще более элегантно, перенаправляя стандартный вывод A в канал conn [1]

dup2 (conn [1], 1); close (conn [1]);

write (1, ... ); /* или printf */

а стандартный ввод B - из канала conn [0]

dup2 (conn [0], 0); close (conn [0]);

read (0, ... ); /* или gets */

Это соответствует конструкции

$ A | B

записанной на языке СиШелл.

Файл, выделяемый под pipe , имеет ограниченный размер (и поэтому обычно целиком оседает в буферах в памяти машины). Как только он заполнен целиком - процесс, пишущий в трубу вызовом write , приостанавливается до появления свободного места в трубе. Это может привести к возникновению тупиковой ситуации, если писать программу неаккуратно. Пусть процесс A является сыном процесса B , и пусть процесс B издает вызов wait , не закрыв канал conn [0]. Процесс же A очень много пишет в трубу conn [1]. Мы получаем ситуацию, когда оба процесса спят:

A потому что труба переполнена, а процесс B ничего из нее не читает, так как ждет окончания A ;

B потому что процесс-сын A не окончился, а он не может окончиться пока не допишет свое сообщение.

Решением служит запрет процессу B делать вызов wait до тех пор, пока он не прочитает ВСЮ информацию из трубы (не получит EOF). Только сделав после этого close (conn [0]); процесс B имеет право сделать wait .

Если процесс B закроет свою сторону трубы close (conn [0]) прежде , чем процесс A закончит запись в нее, то при вызове write в процессе A , система пришлет процессу A сигнал SIGPIPE - "запись в канал, из которого никто не читает".

Нелокальный переход.

Теперь поговорим про нелокальный переход . Стандартная функция setjmp позволяет установить в программе "контрольную точку"^* , а функция longjmp осуществляет прыжок в эту точку, выполняя за один раз выход сразу из нескольких вызванных функций (если надо)^* . Эти функции не являются системными вызовами, но поскольку они реализуются машинно-зависимым образом, а используются чаще всего как реакция на некоторый сигнал, речь о них идет в этом разделе. Вот как, например, выглядит рестарт программы по прерыванию с клавиатуры:

#include <signal .h >

#include <setjmp .h >

jmp _ buf jmp ; /* контрольная точка */

/* прыгнуть в контрольную точку */

void onintr (nsig ){ longjmp (jmp , nsig ); }

main(){

int n ;

n = setjmp (jmp ); /* установить контрольную точку */

if( n ) printf( "Рестарт после сигнала %d\n", n );

signal (SIGINT , onintr ); /* реакция на сигнал */

printf("Начали\n");

...

}

setjmp возвращает 0 при запоминании контрольной точки. При прыжке в контрольную точку при помощи longjmp , мы оказываемся снова в функции setjmp , и эта функция возвращает нам значение второго аргумента longjmp , в этом примере - nsig .

Прыжок в контрольную точку очень удобно использовать в алгоритмах перебора с возвратом (backtracking ): либо - если ответ найден - прыжок на печать ответа, либо если ветвь перебора зашла в тупик - прыжок в точку ветвления и выбор другой альтернативы. При этом можно делать прыжки и в рекурсивных вызовах одной и той же функции: с более высокого уровня рекурсии в вызов более низкого уровня (в этом случае jmp _ buf лучше делать автоматической переменной - своей для каждого уровня вызова функции).

Разделяемая память

shmget создает новый сегмент разделяемой памяти или находит существующий сегмент с тем же ключом shmat подключает сегмент с указанным дескриптором к виртуальной памяти обращающегося процесса shmdt отключает от виртуальной памяти ранее подключенный к ней сегмент с указанным виртуальным адресом начала shmctl служит для управления параметрами, связанными с существующим сегментом После подключения сегмента разделяемой памяти к виртуальной памяти процесса, он может обращаться к соответствующим элементам памяти с использованием обычных машинных команд чтения и записи

shmid = shmget(key, size, flag);

• size определяет желаемый размер сегмента в байтах
• если в таблице разделяемой памяти находится элемент, содержащий заданный ключ, и права доступа не противоречат текущим характеристикам процесса, то значением системного вызова является дескриптор существующего сегмента
• реальный размер сегмента можно узнать с помощью системного вызова shmctl
• иначе создается новый сегмент с размером не меньше установленного в системе минимального размера сегмента разделяемой памяти и не больше установленного максимального размера
• создание сегмента не означает немедленного выделения под него основной памяти
• откладывается до выполнения первого системного вызова подключения сегмента к виртуальной памяти некоторого процесса
• при выполнении последнего системного вызова отключения сегмента от виртуальной памяти соответствующая основная память освобождается

virtaddr = shmat(id, addr, flags);

• id - это ранее полученный дескриптор сегмента
• addr - желаемый процессом виртуальный адрес, который должен соответствовать началу сегмента в виртуальной памяти
• virtaddr - реальный виртуальный адрес начала сегмента не обязательно совпадает со значением прямого параметра addr
• если addr == 0, ядро выбирает наиболее удобный виртуальный адрес начала сегмента

shmdt(addr);

addr - виртуальный адрес начала сегмента в виртуальной памяти, ранее полученный от системного вызова shmat

shmctl(id, cmd, shsstatbuf);

• cmd идентифицирует требуемое конкретное действие
• важна функция уничтожения сегмента разделяемой памяти

Семафоры

Обобщение классического механизма семафоров общего вида Диекстры

Целесообразность обобщения сомнительна

Обычно использовался облегченный вариант двоичных семафоров

Известен алгоритм реализации семафоров общего вида на основе двоичных

Семафор в ОС UNIX:

• значение семафора
• идентификатор процесса, который хронологически последним работал с семафором
• число процессов, ожидающих увеличения значения семафора
• число процессов, ожидающих нулевого значения семафора

Три системных вызова:

• semget для создания и получения доступа к набору семафоров
• semop для манипулирования значениями семафоров
• semctl для выполнения управляющих операций над набором семафоров

id = semget(key, count, flag);

• key, flag и id - обычный смысл
• count - число семафоров в наборе семафоров, обладающих одним и тем же ключом
• индивидуальный семафор идентифицируется дескриптором набора семафоров и номером семафора в наборе
• если набор семафоров с указанным ключом уже существует, то число семафоров в группе можно узнать с помощью системного вызова semctl

oldval = semop(id, oplist, count);

• id - дескриптор группы семафоров
• oplist - массив описателей операций над семафорами группы
• count - размер этого массива
• возвращается значение последнего обработанного семафора

Элемент массива oplist :

• номер семафора в указанном наборе семафоров
• операция
• флаги

Если проверка прав доступа проходит нормально

• указанные в массиве oplist номера семафоров не выходят за пределы общего размера набора семафоров
• для каждого элемента массива oplist значение семафора изменяется в соответствии со значением поля "операция"

Значение поля операции положительно

• значение семафора увеличивается на единицу
• все процессы, ожидающие увеличения значения семафора, активизируются (пробуждаются)

Значение поля операции равно нулю

• если значение семафора равно нулю, выбирается следующий элемент массива oplist
• иначе число процессов, ожидающих нулевого значения семафора, увеличивается на единицу
• обратившийся процесс переводится в состояние ожидания (усыпляется)

Значение поля операции отрицательно

(1) его абсолютное значение меньше или равно значению семафора

• это отрицательное значение прибавляется к значению семафора
• если значение семафора стало нулевым, то ядро активизирует все процессы, ожидающие нулевого значения этого семафора

(2) значение семафора меньше абсолютной величины поля операции

• число процессов, ожидающих увеличения значения семафора увеличивается на единицу
• текущий процесс откладывается

Стремление добиться возможности избегать тупиковых ситуаций

Системный вызов semop выполняется как атомарная операция

Флаг IPC_NOWAIT заставляет ядро ОС UNIX не блокировать текущий процесс

лишь сообщать в ответных параметрах о возникновении ситуации, приведшей бы к блокированию процесса

semctl(id, number, cmd, arg);

• id - это дескриптор группы семафоров
• number - номер семафора в группе
• cmd - код операции
• arg - указатель на структуру, содержимое которой интерпретируется в зависимости от операции

Можно уничтожить индивидуальный семафор в указанной группе

Очереди сообщений

Четыре системных вызова:

• msgget для образования новой очереди сообщений или получения дескриптора существующей очереди
• msgsnd для посылки сообщения (его постановки в очередь сообщений)
• msgrcv для приема сообщения (выборки сообщения из очереди)
• msgctl для выполнения управляющих действий

msgqid = msgget(key, flag);

Сообщения хранятся в виде связного списка

Декскриптор очереди сообщений - индекс в массиве заголовков очередей сообщений

В заголовке очереди хранятся:

• указатели на первое и последнее сообщение в данной очереди
• число сообщений
• общий размер в байтах сообщений, находящихся в очереди
• идентификаторы процессов, которые последними послали или приняли сообщение через данную очередь
• временные метки последних выполненных операций msgsnd, msgrsv и msgctl

msgsnd(msgqid, msg, count, flag);

msg - это указатель на структуру, содержащую целочисленный тип сообщения и символьный массив

· count - задает размер сообщения в байтах

flag определяет действия ядра при выходе за пределы допустимых размеров внутренней буферной памяти

Условия успешной постановки сообщения в очередь:

• процесс должен иметь право на запись в очередь
• длина сообщения не должна превосходить верхний предел
• общая длина сообщений не должна превосходить установленного предела
• тип сообщения должен быть положительным целым числом

Процесс продолжает свое выполнение

Ядро активизирует (пробуждает) все процессы, ожидающие поступления сообщений из очереди

Превышается верхний предел суммарной длины сообщений

• обратившийся процесс откладывается до разгрузки очереди
• но есть флаг IPC_NOWAIT (как для семафоров)

count = msgrcv(id, msg, maxcount, type, flag);

• msg - указатель на структуру данных в адресном пространстве пользователя для размещения принятого сообщения
• maxcount - размер области данных (массива байтов) в структуре msg
• type специфицирует тип сообщения, которое желательно принять
• flag указывает ядру, что следует предпринять, если в указанной очереди сообщений отсутствует сообщение с указанным типом
• count - реальное число байтов, переданных пользователю

Значением параметра type является нуль

• выбирается первое сообщение
• копируется в заданную пользовательскую структуру данных
• процессы, отложенные по причине переполнения очереди сообщений, активизируются
• если значение параметра maxcount оказывается меньше реального размера сообщения, ядро не удаляет сообщение из очереди и возвращает код ошибки
• если задан флаг MSG_NOERROR, то выборка сообщения производится, и в буфер пользователя переписываются первые maxcount байтов сообщения

Значение type есть положительное целое число

выбирается первое сообщение с таким же типом

Значение type есть отрицательное целое число

выбирается первое сообщение, значение типа которого меньше или равно абсолютному значению type

В очереди отсутствуют сообщения, соответствующие спецификации type

• процесс откладывается до появления в очереди требуемого сообщения
• но есть флаг IPC_NOWAIT

msgctl(id, cmd, mstatbuf);

• опрос состояния описателя очереди сообщений
• изменение его состояния
• уничтожение очереди сообщений

4.1 Старт системы

4.2 run levels

4.3 Остановка системы

4.4 Конфигурирование ядра системы

4.5 Инсталирование периферии на примере ленточного накопителя.

4.6 Инсталирование софта

4.7 Управление процессами

7. Старт системы.

В самом начале, после включения питания выполяется последовательность команд записанная в Boot ROM машины. Boot ROM выполняет общую диагностику и проводит инициализацию устройств необходимую для дальнейшей загрузки операционной системы. В задачи Boot ROM кода входит:

· Определение типа процессора

· Инициализация и тест таймеров

· Нахождение и инициализация видео консоли

· Загрузка конфигурации с EEPROM

· Инициализации системы ввода-вывода включая пользовательский интерфейс и аудио

· Распечатка на консоли copyright и других баннеров, типа процессора EEPROM статуса, количества памяти

· Тестирование памяти и распечатка общего количества памяти и найденных в результате теста ошибок

· Тест и инициализация системы прямого доступа к памяти (DMA)

· Поиск и распечатка информации о встроенных интерфейсных платах

· Тест и инициализация SCSI интерфеса и интерфейса локольной сети

· Предложение о выборе вариантов загрузки

При этом возможен вариант запгрузки как с SCSI устройства (диск, CDROM, лента, …) так и через локальную сеть. Загрузочный диск должен быть предварительно сконфигурирован. Так как обьем Boot ROM не может быть большим, в его задачи входит загрузка вторичного загрузчика операционной системы. Для этого загрузочный диск должен быть инициализирован определенным образом. Помимо стандартной файловой системы он еще должен содержать так называемы LIF (Logical Interchange Fomat) раздел в котором записан вторичный загрузчик и ряд необходимых утилит. Посмотреть состав LIF блока можно с помощью команды lifls принимающей в качестве аргумента имя блочного устройства диска:

lifls /dev/dsk/c0t5d0

ISL AUTO HPUX LABEL

Для создания LIF области используется команда lifinit (инициализируються только диски которые не являются подмонтированными файловыми системами). Для записи в или копирования из LIF области используется утилита lifcp .Например, команда:

lifcp /dev/dsk/c0t5d0:ISL a

копирует файл ISL из LIF области в файл с именем а. Во время инсталяции LIF область создается автоматически и необходимости работы с ней практически не появляется, за исключением случаев сбоев.

После завершения всех тестов и выполнения поиска возможных устройств загрузки в и в случае если параметр SECURE записанный в EEPROM равен OFF возможен вход в меню загрузки boot ROM при нажатии на клавишу ESC. Если SECURE=OFF и процесс загрузки не прерывался нажатием ESC а также EEPROM параметр AUTOBOOT=ON, boot ROM попытается загрузить из LIF области вторичный загрузчик ISL. Устройство загрузки при этом выбирается из EEPROM параметра PRIMARY BOOT PATH. В случае неудачной загрузки, boot ROM будет грузить ISL из устройства имя которого записано в EEPROM параметре ALTERNATE BOOT PATH. Если не удается загрузиться и от туда, система выйдет в boot ROM меню. Для поиска всех возможных устройств загрузки boot ROM имеет команду SEARCH. Для загрузки с какогото конкретного устройства найденого командой SEARCH используется команда BOOT:

boot [device_path] [isl]

запущеная без аргументов она приводит к загрузке системы из устройства адрес которого содержится в PRIMARY BOOT PATH. Если указан аргумент isl то система загрузит вторичный загрузчик ISL в интерактивный режим. Основные случаи когда необходима загрузка не с основного устройства перечислены ниже:

· На основном диске нет загрузочного ядра

· LIF область диска повреждена

· Корневая файловая система ОЧЕНЬ сильно запорчена

Примечание : В том случае если SECURE=ON (безопасный режим) нет никакой возможности попасть в boot ROM меню за исключением как физически отключить устройства первичной и вторичной загрузки.

Если был выбран интерактивный режим загрузки ISL то последний после загрузки, не станет автоматически загружать ядро системы а перейдет в диалоговый режим. В этом режиме есть ряд команд влияющих на загрузку системы. Например по команде 700SUPPORT возможна загрузка с CDROM специальной версии ядра системы предназначеной для восстановления системы в том случае если ядро основной системы не загружается. Список утилит которые доступны для запуска ISL можно увидеть по команде LS. Основная утилита – HPUX, предназначенная для загрузки ядра системы. Для того чтоб посмоьреть содержимое директории /stand на устройстве загрузки по умолчаниюнужно воспользоваться командой:

ISL> HPUX ll disk (;0) /stand/

При загрузке ядра возможно указание файла ядра отличного от того что используется по умолчанию (/stand/vmunix) для загрузки а также запустить ядро с определенными параметрами. Например команда:

ISL> hpux /stand/vmunix.prev

загружает ядро с именем /stand/vmunix.prev (эту команду используют в тех случаях когда вновь собранное ядро не хочет по какимто причинам запускаться и нужно загрузить старое ядро).

А команда:

ISL> hpux –is /stand/vmunix

загружает ядро с именем /stand/vmunix в однопользовательский режим. Ситуации прикоторых необходима загрузка в однопользовательский режим:

· забыт пароль администратора и его нужно изменить

· поврежден файл /etc/inittab

· какой то из загрузочных скриптов по каким то причинам зависает

Сразу же после получения управления ядро системы выполняет две задачи:

· Находит и монтирует корневую файловую систему

· Запускает процесс init и если ядру не было указано дополнительных аргументов относительно run-level то init переводит систему на default run-level (обычно это многопорльзовательский режим работы)

8. Run-levels.

После успешного монтирования корневой файловой системы ядро запускает процесс init. Отличительной особенностью этого процесса является то что его создает непосредственно ядро,он имеет PID=1 и не имеет родительского процесса, в отличии от остальных процессов получающихся в следствие системного вызова fork(). Конфигурациооный файл программы init называется /etc/inittab. Приведем его формат:

Id:run-levels:action:process

где

id От одно до четырехбуквенный индекс который идентифицирует

строку файла inittab.

run-level определяет run-level.в одной строке может быть несколько run-levels.

run-levels определяются как цифры от 0 до 6. Когда boot init пытается измнить run-level, все процессы которые не имеют run-level поля равному изменяемому run-level получают предупреждающий сигнал (SIGTERM) и те которые не завершили работу по истечению 20-ти секундного интервала получат сигнал (SIGKILL).Если run level не определен, то это подразумевает все run levels, с 0 до 6.

Это поле также может принимать три других значения “a”, “b” и “c”.

Строки имеющие эти значения в поле run-level выполняются только

когда пользовательский init процесс запрашивает их. (независимо от

текущего run level системы).

Они в корне отличается от run levels в которые boot init никогда не

входит a, b, or c. Также выполнение процессов из этих run-levels

никогда не меняет текущий run level системы.

Более того, процессы запущенные с rul-level a, b, или c не терминируются когда boot init изменяет run-level системы. Процессы терминируются лишь когда соответствующая строка inittab помечена как off в поле action или полностью удалена из inittab или система загружается в однопользовательский режим.

action определяет действия этой строки файла, которые могут принимать следующие значения:

boot выполнять процесс только во время чтения inittab исключительно при загрузке системы. Boot init стартует процесс не дожидаясь его окончания и по его завершении не рестартует его заново.

bootwait выполнять процесс только во время чтения inittab исключительно при загрузке системы. Boot init стартует процесс дожидается его окончания и по его завершении не рестартует его заново.

initdefault процесс выполняется только во время начальной

загрузки. Boot init использует эту строку если она существует для того чтобы определить в какой run-level входить в самом начале. Если в этой строке указано несколько run-levels то запускается с наибольшим номером. Если run-level не указан то стартует по умолчанию run-level c номером 6. Если строка initdefaul не найдена в /etc/inittab то при старте системы будет запрошено на какой run-level запускать систему.

off если процесс асоцированный с этой строкой в данный момент запущен то послать ему предупреждающий сигнал (SIGTERM) и подождать 20 секунд его завершения, после чего принудительно завершить его сигналом SIGKILL. Если процесс не запущен – игнорировать эту строку.

once Когда boot init стартует run level который совпадает с указанным в этой строке он не дожидается его окончания и после окончания не запускает его вновь. Если boot init запускает новый run level но процесс все еще в запущеном состоянии от предыдущего run-level то процесс не перестартовывается.

ondemand Эта инструкция есть синоним инструкции respawn за исключением того что она используется только с “a”, “b”, или “c” значениями run-level.

powerfail Запустить процесс асоциированный с этой строкой только в том случае если boot init получит сигнал power-fail signal (SIGPWR).

powerwait Запустить процесс асоциированный с этой строкой

только в случае если boot init получит power-fail signal (SIGPWR) и ждать пока процесс завершит работу перед запуском любых других процессов из inittab.

respawn Если процесс не запущен, то запустить его не дожидаясь окончания (прподолжив сканирование inittab). После завершения процесса запустить его заново. Если процесс запущен – то ничего не делать продолжив сканирование inittab.

sysinit процессы содержащиеся в строках этого типа будут запускаться перед тем как boot init попытается получить доступ к системной консоли. Это подразумевает что процессы будут запускаться только для инициализации устройств на которых boot init может получать run level информацию. Boot init ожидает завершение процессов запущенных с этим параметром.

wait Когда boot init запускает run-level с этим параметром, он ждет завершения процесса. Любые сканирования файла inittab пока boot init находится на томже run level являються причиной игнорирования этой строки в файле inittab.

process это шелл скрипт который запускается из шела созданного системным вызовом fork() как "sh -c 'exec command'.

Запуск init может сопровождаться следующими аргументами:

/sbin/init [0|1|2|3|4|5|6|S|s|Q|q|a|b|c]

агрументы означают следующее:

0-6 перевод системы на уровень от 0 до 6

a|b|c выполнение действий из файла из строк inittab eкоторые помечены как