Архитектура операционной системы UNIX - [136]

Процессы могут указывать значения различных параметров, характеризующие особенности выполнения процедуры открытия. Из них наиболее часто используется "no delay" (без задержки), означающее, что процесс не будет приостановлен во время выполнения процедуры open, если устройство не готово. Системная функция open возвращает управление немедленно и пользовательский процесс не узнает, произошло ли аппаратное соединение или нет. Открытие устройства с параметром "no delay", кроме всего прочего, затронет семантику вызова функции read, что мы увидим далее (раздел 10.3.4).

Если устройство открывается многократно, ядро обрабатывает пользовательские дескрипторы файлов, индекс и записи в таблице файлов так, как это описано в главе 5, запуская определяемую типом устройства процедуру open при каждом вызове системной функции open. Таким образом, драйвер устройства может подсчитать, сколько раз устройство было "открыто", и прервать выполнение функции open, если количество открытий приняло недопустимое значение. Например, имеет смысл разрешить процессам многократно "открывать" терминал на запись для того, чтобы пользователи могли обмениваться сообщениями. Но при этом не следует допускать многократного "открытия" печатающего устройства для одновременной записи, так как процессы могут затереть друг другу информацию. Эти различия имеют смысл скорее на практике, нежели на стадии разработки: разрешение одновременной записи на терминалы способствует установлению взаимодействия между пользователями; запрещение одновременной записи на принтеры служит повышению читабельности машинограмм[30].

10.1.2.2 Closе

Процесс разрывает связь с открытым устройством, закрывая его. Однако, ядро запускает определяемую типом устройства процедуру close только в последнем вызове функции close для этого устройства, и то только если не осталось процессов, которым устройство необходимо открытым, поскольку процедура закрытия устройства завершается разрывом аппаратного соединения; отсюда ясно, что ядру следует подождать, пока не останется ни одного процесса, обращающегося к устройству. Поскольку ядро запускает процедуру открытия устройства при каждом вызове системной функции open, а процедуру закрытия только один раз, драйверу устройства неведомо, сколько процессов используют устройство в данный момент. Драйверы могут легко выйти из строя, если при их написании не соблюдалась осторожность: когда при выполнении процедуры close они приостанавливают свою работу и какой-нибудь процесс открывает устройство до того, как завершится процедура закрытия, устройство может стать недоступным для работы, если в результате комбинации вызовов open и close сложилась нераспознаваемая ситуация.

алгоритм close /* для устройств */
входная информация: дескриптор файла
выходная информация: отсутствует
{
 выполнить алгоритм стандартного закрытия (глава 5ххх);

 if (значение счетчика ссылок в таблице файлов не 0) goto finish;

 if (существует еще один открытый файл, старший и младший номера которого совпадают с номерами закрываемого устройства)
  goto finish; /* не последнее закрытие */

 if (устройство символьного типа) {

  использовать старший номер в качестве указателя в таблице ключей устройства посимвольного ввода-вывода;
  вызвать процедуру закрытия, определяемую типом драйвера и передать ей в качестве параметра младший номер устройства;
 }

 if (устройство блочного типа) {

  if (устройство монтировано) goto finish;
  переписать блоки устройства из буферного кеша на устройство;
  использовать старший номер в качестве указателя в таблице ключей устройства ввода-вывода блоками;
  вызвать процедуру закрытия, определяемую типом драйвера и передать ей в качестве параметра младший номер устройства;
  сделать недействительными блоки устройства, оставшиеся в буферном кеше;
 }
finish:
 освободить индекс;
}

Рисунок 10.4. Алгоритм закрытия устройства

Алгоритм закрытия устройства похож на алгоритм закрытия файла обычного типа (Рисунок 10.4). Однако, до того, как ядро освобождает индекс, в нем выполняются действия, специфичные для файлов устройств.

1. Просматривается таблица файлов для того, чтобы убедиться в том, что ни одному из процессов не требуется, чтобы устройство было открыто. Чтобы установить, что вызов функции close для устройства является последним, недостаточно положиться на значение счетчика ссылок в таблице файлов, поскольку несколько процессов могут обращаться к одному и тому же устройству, используя различные точки входа в таблице файлов. Так же недос таточно положиться на значение счетчика в таблице индексов, поскольку одному и тому же устройству могут соответствовать несколько файлов устройства. Например, команда ls -l покажет, что одному и тому же устройству символьного типа ("c" в начале строки) соответствуют два файла устройства, старший и младший номера у которых (9 и 1) совпадают. Значение счетчика связей для каждого файла, равное 1, говорит о том, что имеется два индекса.

crw-w-w- 1 root vis 9, 1 Aug 6 1984 /dev/tty01

crw-w-w- 1 root unix 9, 1 May 3 15:02 /dev/tty01

Если процессы открывают оба файла независимо один от другого, они обратятся к разным индексам одного и того же устройства.