Читать книгу 📗 "Архитектура операционной системы UNIX (ЛП) - Бах Морис Дж."
алгоритм terminal_read { if (в каноническом символьном списке отсутствуют данные) { do while (в списке для неструктурированных вводных данных отсутствует информация) { if (терминал открыт с параметром "no delay" (без задержки)) return; if (терминал в режиме без обработки с использованием таймера и таймер не активен) предпринять действия к активизации таймера (таблица ответных сигналов); sleep (до поступления данных с терминала); } /* в списке для неструктурированных вводных данных есть информация */ if (терминал в режиме без обработки) скопировать все данные из списка для неструктурированных вводных данных в канонический список; else { /* терминал в каноническом режиме */ do while (в списке для неструктурированных вводных данных есть символы) { копировать по одному символу из списка для неструктурированных вводных данных в канонический список: выполнить обработку символов стирания и удаления; if (символ — "возврат каретки" или "конец файла") break; /* выход из цикла */ } } } do while(в каноническом списке еще есть символы и не исчерпано количество символов, указанное в вызове функции read) копировать символы из символьных блоков канонического списка в адресное пространство задачи;}Рисунок 10.15. Алгоритм чтения с терминала
Обработка символов в направлении ввода и в направлении вывода асимметрична, что видно из наличия двух символьных списков для ввода и одного — для вывода. Строковый интерфейс выводит данные из пространства задачи, обрабатывает их и помещает их в список для хранения выводных данных. Для симметрии следовало бы иметь только один список для вводных данных. Однако, в таком случае потребовалось бы использование программы обработки прерываний для интерпретации символов стирания и удаления, что сделало бы процедуру более сложной и длительной и запретило бы возникновение других прерываний на все критическое время. Использование двух символьных списков для ввода подразумевает, что программа обработки прерываний может просто сбросить символы в список для неструктурированных вводных данных и возобновить выполнение процесса, осуществляющего чтение, который собственно и возьмет на себя работу по интерпретации вводных данных. При этом программа обработки прерываний немедленно помещает введенные символы в список для хранения выводных данных, так что пользователь испытывает лишь минимальную задержку при просмотре введенных символов на терминале.
char input[256];main() { register int i; for (i = 0; i ‹ 18; i++) { switch (fork()) { case -1: /* ошибка */ printf("операция fork не выполнена из-за ошибкиn"); exit(); default: /* родительский процесс */ break; case 0: /* порожденный процесс */ for (;;) { read(0, input, 256); /* чтение строки */ printf("%d чтение %sn",i,input); } } }}Рисунок 10.16. Конкуренция за данные, вводимые с терминала
На Рисунке 10.16 приведена программа, в которой родительский процесс порождает несколько процессов, осуществляющих чтение из файла стандартного ввода, конкурируя за получение данных, вводимых с терминала. Ввод с терминала обычно осуществляется слишком медленно для того, чтобы удовлетворить все процессы, ведущие чтение, поэтому процессы большую часть времени находятся в приостановленном состоянии в соответствии с алгоритмом terminal_read, ожидая ввода данных. Когда пользователь вводит строку данных, программа обработки прерываний от терминала возобновляет выполнение всех процессов, ведущих чтение; поскольку они были приостановлены с одним и тем же уровнем приоритета, они выбираются для запуска с одинаковым уровнем приоритета. Пользователь не в состоянии предугадать, какой из процессов выполняется и считывает строку данных; успешно созданный процесс печатает значение переменной i в момент его создания. Все другие процессы в конце концов будут запущены, но вполне возможно, что они не обнаружат введенной информации в списках для хранения вводных данных и их выполнение снова будет приостановлено. Вся процедура повторяется для каждой введенной строки; нельзя дать гарантию, что ни один из процессов не захватит все введенные данные.
Одновременному чтению с терминала несколькими процессами присуща неоднозначность, но ядро справляется с ситуацией наилучшим образом. С другой стороны, ядро обязано позволять процессам одновременно считывать данные с терминала, иначе порожденные командным процессором shell процессы, читающие из стандартного ввода, никогда не будут работать, поскольку shell тоже обращается к стандартному вводу. Короче говоря, процессы должны синхронизировать свои обращения к терминалу на пользовательском уровне.
Когда пользователь вводит символ "конец файла" (Ctrl-d в ASCII), строковый интерфейс передает функции read введенную строку до символа конца файла, но не включая его. Он не передает данные (код возврата 0) функции read, если в символьном списке встретился только символ "конец файла"; вызывающий процесс сам распознает, что обнаружен конец файла и больше не следует считывать данные с терминала. Если еще раз обратиться к примерам программ по shell'у, приведенным в главе 7, можно отметить, что цикл работы shell'а завершается, когда пользователь нажимает ‹Ctrl-d›: функция read возвращает 0 и производится выход из shell'а.
В этом разделе рассмотрена работа терминалов ввода-вывода, которые передают данные на машину по одному символу за одну операцию, в точности как пользователь их вводит с клавиатуры. Интеллектуальные терминалы подготавливают свой вводной поток на внешнем устройстве, освобождая центральный процессор для другой работы. Структура драйверов для таких терминалов походит на структуру драйверов для терминалов ввода-вывода, несмотря на то, что функции строкового интерфейса различаются в зависимости от возможностей внешних устройств.
