SW DE E/S INDEPENDENTE DE DISPOSITIVO

Transcrição

1 SOFTWARE AO NÍVEL DO USUÁRIO SOFTWARE INDEPENDENTE DE DISPOSITIVOS ACIONADORES DE DISPOSITIVOS (DRIVERS) TRATAMENTO DE INTERRUPÇÕES HARDWARE FUNÇÕES: INTERFACE UNIFORME PARA OS DRIVERS USO DE BUFFERS INFORMAÇÃO DE ERROS ALOCAÇÃO E LIBERAÇÃO DE DISPOSITIVOS DEDICADOS TRATAMENTO DE BLOCOS DE TAMANHOS DIFERENTES, INDEPENDENTE DO DISPOSITIVO ESTREITAMENTE RELACIONADA AO SISTEMA DE ARQUIVOS

2 INTERFACE UNIFORME PARA OS DRIVERS SEM INTERFACE UNIFORME PARA OS DRIVERS FUNÇÕES DE CADA DRIVER DIFEREM ENTRE SI FUNÇÕES DO NÚCLEO REQUERIDAS POR UM DRIVER DIFEREM DOS OUTROS DRIVERS GRANDE ESFORÇO DE PROGRAMAÇÃO / RECONSTRUIR O S.O. A CADA NOVO DISPOSITIVO COM INTERFACE UNIFORME PARA OS DRIVERS REQUER QUE PROGRAMADORES DE DRIVERS CONHEÇAM A INTERFACE (O QUÊ PASSAR, O QUÊ RECEBER E FUNÇÕES DO NÚCLEO QUE PODEM SER CHAMADAS) NEM TODOS OS DISPOSITIVOS SÃO IDÊNTICOS, ALGUNS SÃO PARECIDOS E ORIGINAM CLASSES DE DISPOSITIVOS

3 COM INTERFACE UNIFORME PARA OS DRIVERS DEFINEM-SE FUNÇÕES QUE DEVEM SER PROVIDAS PELO DRIVER DA CLASSE O DRIVER CONTÉM UMA TABELA COM PONTEIROS PARA AS FUNÇÕES QUANDO O DRIVER É CARREGADO, O S.O. CARREGA A TABELA E A USA PARA CHAMAR AS FUNÇÕES DE FORMA INDIRETA IDENTIFICAÇÃO DE DISPOSITIVOS TODOS OS DISPOSITIVOS SÃO ARQUIVOS /dev/dsk0 ESPECIFICA UM I-NODE PARA UM ARQUIVO ESPECIAL NO I-NODE HÁ UM MAJOR DEVICE NUMBER, ATRAVÉS DO QUEAL SE LOCALIZA O DRIVER APROPRIADO NO I-NODE HÁ UM MINOR DEVICE NUMBER, QUE É PASSADO AO DRIVER PARA ESTE SABER QUAL A UNIDADE A SER LIDA OU ESCRITA PROTEÇÃO DISPOSITIVOS SÃO OBJETOS NOMEADOS NO SISTEMA DE ARQUIVOS (SÃO ARQUIVOS) AS REGRAS DE PROTEÇÃO SE APLICAM A CADA DISPOSTIVO

4 USO DE BUFFERS PARA QUALQUER TIPO DE DISPOSITIVO BUFFERS ANTES DA GRAVAÇÃO E DEPOIS DA LEITURA. página 219, Tanembaum SEM BUFFER LEITURA DE UM CARACTERE E BLOQUEIO INTERRUPÇÃO QUANDO DO CARACTERE ROTINA DE TRATAMENTO DE INTERRUPÇÃO PASSA O CARACTERE AO PROCESSO E O DESBLOQUEIA LOOP PROCESSO NÃO EVOLUI COM SEU PROCESSAMENTO

5 COM UM BUFFER NO ESPAÇO DE MEMÓRIA DO USUÁRIO LEITURA DE N CARACTERES E BLOQUEIO INTERRUPÇÃO QUANDO DO CARACTERE ROTINA DE TRATAMENTO DE INTERRUPÇÃO COLOCA OS N CARACTERES NO BUFFER (UM DE CADA VEZ) E SÓ DEPOIS DESBLOQUEIA BUFFER PODE SOFRER SWAP OUT PROBLEMA OU TRANCAR A PÁGINA ONDE ESTÁ PROBLEMA COM UM BUFFER NO ESPAÇO DE MEMÓRIA DO USUÁRIO E OUTRO NO ESPAÇO DO NÚCLEO QUANDO O BUFFER DO NÚCELO ESTIVER CHEIO, SE FOR NECESSÁRIO, SE TRAZ A PÁGINA COM O BUFFER DO USUÁRIO E OS CARACTERES SÃO COPIADOS ENQUANTO SE FAZ SWAP IN, NOVOS CARACTERES PODEM ESTAR CHEGANDO - PROBLEMA COM UM BUFFER NO ESPAÇO DE MEMÓRIA DO USUÁRIO E DOIS NO ESPAÇO DO NÚCLEO ALTERNA- SE O USO DOS DOIS BUFFERS NO NÚCLEO USO DE BUFFER CIRCULAR, FORMADO POR PALAVRAS (MAIS DE UM CARACTERE POR POSIÇÃO NO BUFFER) REVER A SOLUÇÃO DO PRODUTOR (HW) E DO CONSUMIDOR (SO)

6 página 220, Tanembaum TAXA DE TRANSMISSÃO FICARÁ REDUZIDA MANIPULAÇÃO DE ERROS ERROS SÃO COMUNS EM OPERAÇÕES DE E/S ERROS SÃO ESPECÍFICOS DO DISPOSITIVO E DEVEM SER TRATADOS NO DRIVER, MAS SEGUEM UM ÚNICO MODELO DE TRATAMENTO ERROS QUE NÃO PODEM SER TRATADOS (DESTRUIÇÃO DO DIRETÓRIO RAIZ OU DA LISTA DE BLOCOS LIVRES) TELA AZUL MANIPULAÇÃO DE ERROS NO DRIVER ERRO DE PROGRAMAÇÃO (PROCESSO SOLICITA ALGO IMPOSSÍVEL) RETORNAR UM CÓDIGO DE ERRO ERRO REAL (BLOCO DANIFICADO OU DISPOSITIVO DESLIGADO) DRIVER DEVE TENTAR RESOLVER, SE NÃO SABE, RETORNAR CÓDIGO DE ERRO

7 MANIPULAÇÃO DE ERROS NA CAMADA INDEPENDENTE DE DISPOSITIVO PERGUNTAR AO USUÁRIO O QUE DEVE SER FEITO DESCONSIDERAR O ERRO E RETRY MATAR O PROCESSO RELATAR CÓDIGO DE ERRO ALOCAÇÃO E LIBERAÇÃO DE DISPOSITIVOS DEDICADOS REQUISIÇÕES DE DISPOSITIVOS DEDICADOS (IMPRESSORA OU GRAVADOR DE CD-ROM) PODEM OU NÃO SER ACEITAS USO DE OPEN PARA VERIFICAR DISPONIBILIDADE (PODE FALHAR) E DE CLOSE PARA LIBERAÇÃO MECANISMO BLOQUEANTE PARA REQUISIÇÃO (USO DE FILA) E DESBLOQUEANTE PARA LIBERAÇÃO TAMANHO DE BLOCO, INDEPENDENTEMENTE DE DISPOSITIVO DIFERENTES TAMANHOS DE SETORES DIFERENTES TAMANHO UNIFORME DE BLOCO, INDEPENDENTE DO TAMANHO DO SETOR

8 TAMBÉM PODE-SE OCULTAR A DIFERENÇA DE OUTROS DISPOSITIVOS (MODEM CARACTERE - E INTERFACE DE REDE - PACOTE) SOFTWARE DE E/S DO ESPAÇO DO USUÁRIO BIBLIOTECAS DE E/S, LIGADAS AOS PROGRAMAS DO USUÁRIO COLOCAÇÃO DE PARÂMETROS PARA CHAMADAS AO SISTEMA FORMATAÇÃO, INSERÇÃO DE CARACTERES DE CONTROLE (printf( O quadrado de %3d eh %6d\n, i, i*i) 28 caracteres) SPOOLING DISPOSITIVOS DEDICADOS (IMPRESSORA) DEAMON E DIRETÓRIO DE SPOOL BRAÇO CILINDRO CABEÇOTES DE LEITURA/ESCRITA

9 TRILHA 0... UM CILINDRO É COMPOSTO POR TODAS AS TRILHAS (UMA PARA CADA CABEÇOTE DE LEITURA E ESCRITA) DE TODOS OS, COM MESMA POSIÇÃO RELATIVA (ENDEREÇO) TRILHAS SÃO DIVIDIDAS EM SETORES - TIPICAMENTE ENTRE 8 E 32 PARA FLEXÍVEIS E VÁRIAS CENTENAS PARA RÍGIDOS NO PASSADO, TODAS AS TRILHAS APRESENTAVAM O MESMO NÚMERO DE SETORES ATUALMENTE, UTILIZA-SE ZBR (ZONE BIT RECORDING), DIVISÃO DO DISCO EM PARTIÇÕES, CADA QUAL

10 APRESENTANDO TRILHAS COM O MESMO NÚMERO DE SETORES, MAS PARTIÇÕES MAIS EXTERNAS (DO CENTRO DO DISCO) COM MAIS SETORES (4% DE AUMENTO DE UMA ZONA PARA OUTRA). página 224, Tanembaum A GEOMETRIA VIRTUAL DE UM DISCO COM ZBR O CONTROLADOR REMAPEIA UMA REQUISIÇÃO CHS (CILINDRO, CABEÇA HEAD, SETOR) VALORES MÁXIMOS (65535, 16, 63) 16, 4 E 6 BITS SUPERAÇÃO ATRAVÉS DE PARTIÇÕES (DISPOSITIVOS LÓGICOS) OU DE LBA (LOGICAL BLOCK ADDRESSING NÃO SE USA CHS, APENAS O NÚMERO DO BLOCO, SEM GEOMETRIA)

11 CONTROLADOR DE IDE E SATA RESPONSÁVEL POR CACHE, REMAPEAR BLOCOS DEFEITUOSOS ETC. POSICIONAMENTOS SIMULTÂNEOS (ENQUANTO SE ESPERA UM SEEK EM UM DISPOSITIVO, INICIA-SE O SEEK EM OUTRO) ESCRITA OU LEITURA E POSICIONAMENTO SIMULTÂNEOS DIMINUIÇÃO DO TEMPO MÉDIO DE ACESSO AO DISPOSITIVO página 223, Tanembaum

12 PROGRESSO EM DUAS DÉCADAS TEMPO MÉDIO DE POSICIONAMENTO SETE VEZES TAXA DE TRANSFERÊNCIA VEZES CAPACIDADE 50 MIL VEZES PARTES MÓVEIS, PROGRESSOS GRADUAIS; NA DENSIDADE, BEM EXPRESSIVO Exercícios 1. O que é independência de dispositivos? 2. Ao se realizar uma E/S usando-se um buffer no espaço de memória do usuários, podem ocorrer problemas, dependendo da solução adotada: a. Se a operação de leitura ocorrer após a página onde se encontra o buffer ter sido substituída, caracteres lidos serão colocados na memória que não mais pertence ao processo. b. Se a operação de escrita ocorrer após a página onde se encontra o buffer ter sido substituída, caracteres do processo serão perdidos. c. Em se trancando a página onde está o buffer, para que não sofra swap out, o número de páginas disponíveis pode diminuir e o desempenho do sistema ficar comprometido. d. Se a operação de E/S ocorrer após a página onde se encontra o buffer ter sido trancada, a rotina de tratamento de interrupção ficará impossibilitada de acessar o buffer. São realmente problemas: I. a) e d) II. b) e c) III. a) e c) IV. todos os quatro V. nenhum dos quatro 3. Considere as seguintes colocações: a) Spool é uma estratégia que permite que um dispositivo de uso compartilhado não necessite ser acessado de maneira exclusiva. b) Spool é um tipo de dispositivo que permite que vários usuários possam compartilhar os dados.

13 c) Spool é usado para evitar que usuários que acessam um recurso não compartilhado fiquem aguardando pelo acesso de outros usuários que solicitaram o acesso anteriormente. Quais das afirmações anteriores são falsas: I. a) e b) II. somente c) III. b) e c) IV. somente b) V. NDA 5. Explicar passo a passo como é processada uma requisição de leitura de cinco bytes a um arquivo em disco. Considere desde o momento que a chamada ao sistema é processada até o momento em que os cinco bytes são colocados na área de dados do processo. 6. O uso de um buffer no espaço do núcleo ocasiona a escrita de maneira retardada, ou seja, um write no programa do usuário não faz com que se escreva no dispositivo logo em seguida. A explicação para isso se baseia em: a) Escritas provocadas pelo processo vão sendo colocadas no buffer do núcleo. b) Escritas provocadas pelo processo vão sendo colocadas na área de memória do usuário. c) Dados da área de memória do usuário são transferidos para o buffer do núcleo e deste para o buffer da controladora o que ocasiona redução da taxa de transmissão. d) Depois que fica cheio, o buffer do núcleo é descarregado no buffer da controladora ( e depois escrito no dispositivo). e) Depois que o arquivo é fechado, o buffer do núcleo é descarregado no buffer da controladora ( e depois escrito no dispositivo). Não é explicação: I. somente b) II. somente c) III. b) e c) IV. a) e b) V. NDA 7. Qual é o tamanho máximo de um disco com CHS máximo definido por 16, 4 e 6 bits respectivamente e tamanho de setor de 512 bytes? 8. Qual é o número de bits necessários para endereçar CHS de um disco de 1 Tbytes? Setores de 512 bytes. 9. Considere um disco com 100 Gbytes, formatado com setores de 512 bytes, 63 setores por trilha e 4 trilhas por cilindro. Quantos cilindros existem nesse disco? Supondo que os setores são agrupados de dois em dois em clusters numerados logicamente a partir de 0 seqüencialmente por todo o disco, indicar qual o maior número de cluster que existirá? Qual o número do cilindro, o número da cabeça e o número dos setores que correspondem, respectivamente, aos clusters de número 13, 1339, 19999? 10. Qual o motivo da tendência para discos serem compostos por um único prato?

14 11. Porque todas as trilhas de um mesmo disco, embora com diferentes tamanhos, costumavam apresentar o mesmo número de setores? 12. Qual a vantagem de numerar os clusters de um disco no sentido dos pratos em relação ao sentido de cilindros? Em qual situação ambas as maneiras de numeração apresentam o mesmo resultado?