Differences
This shows you the differences between two versions of the page.
|
so:cursuri:curs-10 [2014/04/21 10:27] razvan.deaconescu [Utilitate disk cache] |
so:cursuri:curs-10 [2019/04/20 20:24] (current) razvan.deaconescu |
||
|---|---|---|---|
| Line 1: | Line 1: | ||
| ====== Curs 10 - Dispozitive de intrare/ieșire ====== | ====== Curs 10 - Dispozitive de intrare/ieșire ====== | ||
| - | <html> | + | * [[http://prezi.com/z_hkmewcaqm_/?utm_campaign=share&utm_medium=copy&rc=ex0share|Curs 10 - Dispozitive de Intrare/Iesire (Prezi)]] |
| - | <iframe src="http://prezi.com/embed/z_hkmewcaqm_/?bgcolor=ffffff&lock_to_path=0&autoplay=0&autohide_ctrls=0&features=undefined&disabled_features=undefined" width="550" height="400" frameBorder="0"></iframe> | + | |
| - | </html> | + | |
| - | + | ||
| - | * [[http://prezi.com/z_hkmewcaqm_/present/?auth_key=qr031kg&follow=n6sg-tqs2wm6&kw=present-z_hkmewcaqm_&rc=ref-37087337|Curs 10 - Dispozitive de Intrare/Iesire (Prezi)]] | + | |
| * [[http://elf.cs.pub.ro/so/res/cursuri/SO_Curs-10.pdf|Curs 10 - Dispozitive de Intrare/Iesire (PDF)]] | * [[http://elf.cs.pub.ro/so/res/cursuri/SO_Curs-10.pdf|Curs 10 - Dispozitive de Intrare/Iesire (PDF)]] | ||
| + | |||
| + | * [[https://docs.google.com/document/d/1dc5Kaamjo6WPy7LABkBGTcxjVwgl3JbnlHnE0iREmwM/edit?usp=sharing|Notițe de curs]] | ||
| * Suport curs | * Suport curs | ||
| - | * Operating Systems Concepts | + | * Operating Systems Concepts Essentials |
| - | * Capitolul 13 -- I/O Systems | + | * Capitolul 11 -- Mass Storage Structure |
| - | * Capitolul 12 -- Mass Storage Structure | + | * Secțiunile 11.2, 11.4, 11.7 |
| - | * Secțiunile 12.2, 12.4, 12.7 | + | * Capitolul 12 -- I/O Systems |
| * Modern Operating Systems | * Modern Operating Systems | ||
| * Capitolul 5 -- Input/Output | * Capitolul 5 -- Input/Output | ||
| * Secțiunile 5.1, 5.2, 5.3 | * Secțiunile 5.1, 5.2, 5.3 | ||
| * Subsecțiunile 5.4.1, 5.4.3 | * Subsecțiunile 5.4.1, 5.4.3 | ||
| + | |||
| + | <html> | ||
| + | <center> | ||
| + | <iframe src="https://prezi.com/embed/z_hkmewcaqm_/?bgcolor=ffffff&lock_to_path=0&autoplay=0&autohide_ctrls=0&features=undefined&disabled_features=undefined" width="550" height="400" frameBorder="0"></iframe> | ||
| + | </center> | ||
| + | </html> | ||
| ===== Demo-uri ===== | ===== Demo-uri ===== | ||
| Line 130: | Line 134: | ||
| [...] | [...] | ||
| </code> | </code> | ||
| - | Observăm că acum operația durează semnificativ mai mult (2 minute). De asemenea încărcarea pe procesor este mai mică (''11%'' față de ''100%'' pentru că acum procesorul așteaptă după disc. Observăm diferența mare de schimbări de context voluntare (procesul se blochează) și numărul diferit de zero de citiri din sistemul de fișiere: acum întreg fișierul de intrare este citit de pe disc, nu mai este cache-uit în memorie. | + | Observăm că acum operația durează semnificativ mai mult (2 secunde). De asemenea încărcarea pe procesor este mai mică (''11%'' față de ''100%'' pentru că acum procesorul așteaptă după disc. Observăm diferența mare de schimbări de context voluntare (procesul se blochează) și numărul diferit de zero de citiri din sistemul de fișiere: acum întreg fișierul de intrare este citit de pe disc, nu mai este cache-uit în memorie. |
| Cache-ul de disk este esențial pentru funcționarea eficientă a sistemului. În absența acestuia procesorul ar trebui să solicite informații de pe disc, dispozitiv foarte lent comparativ cu memoria și procesor. Trebuie avut grijă la flush-ul/sincronizarea periodică a informațiilor din memorie pe disc pentru ca acestea să nu se piardă la o închidere bruscă a sistemului, memoria fiind volatilă. | Cache-ul de disk este esențial pentru funcționarea eficientă a sistemului. În absența acestuia procesorul ar trebui să solicite informații de pe disc, dispozitiv foarte lent comparativ cu memoria și procesor. Trebuie avut grijă la flush-ul/sincronizarea periodică a informațiilor din memorie pe disc pentru ca acestea să nu se piardă la o închidere bruscă a sistemului, memoria fiind volatilă. | ||
| ==== Copiere conținut CD/DVD în fișier .iso ==== | ==== Copiere conținut CD/DVD în fișier .iso ==== | ||
| - | Dorim să urmărim ce se întâmplă în cazul în care avem date partajate într-un mediu multithread. Pentru aceasta accesăm subdirectorul ''list-excl/''; urmărim conținutul fișierelor ''thread-list-app.c'' și ''list.c''. Este vorba de o aplicație care lucrează cu liste înlănțuite într-un mediu multithreaded. Vom observa că există riscul ca datele să fie corupte, fiind necesară sincronizare. | + | Dorim să creăm facil un fișier format .iso conținând imaginea unui CD/DVD. Pentru aceasta comanda de creare este una foarte simplă ce folosește ''dd'':<code bash> |
| + | $ dd if=/dev/cdrom of=file.iso bs=1M | ||
| + | </code> | ||
| - | Compilăm fișierele folosind ''make''. Rezultă două fișiere în format executabil: ''thread-list-app'' și ''thread-list-app-mutex''. | + | Comanda copiază octet cu octet conținutul CD-ului/DVD-ului, indicat de dispozitivul ''/dev/cdrom'' și îl scrie în fișierul ''file.iso''. Întrucât comanda ''dd'' acționează și pe dispozitive, va reieși un fișier în format ''.iso'', copia sector cu sector a discului. |
| - | Programul ''thread-list-app-mutex'' folosește intern un mutex pentru sincronizare. Pentru aceasta folosim macro-ul ''USE_MUTEX'' pe care îl definim în fișierul ''Makefile''. | + | Pentru a urmări evoluția comenzii, dintr-un alt terminal putem rula comanda:<code bash> |
| - | + | $ kill -USR1 $(pidof dd) | |
| - | Ca să urmărim ce se întâmplă cu o aplicație multithreaded cu date partajate, rulăm de mai multe ori programul ''thread-list-app'', până la obținerea unei erori:<code bash> | + | |
| - | ./thread-list-app | + | |
| </code> | </code> | ||
| + | Livrarea semnalului ''USR1'' procesului ''dd'' înseamnă afișarea unui raport de stare din partea comenzii ''dd'' (adică în primul terminal). | ||
| ==== Folosire operație de control (ioctl) ==== | ==== Folosire operație de control (ioctl) ==== | ||
| - | Dorim să urmărim ce se întâmplă în cazul în care avem date partajate într-un mediu multithread. Pentru aceasta accesăm subdirectorul ''list-excl/''; urmărim conținutul fișierelor ''thread-list-app.c'' și ''list.c''. Este vorba de o aplicație care lucrează cu liste înlănțuite într-un mediu multithreaded. Vom observa că există riscul ca datele să fie corupte, fiind necesară sincronizare. | + | Dorim să urmărim câteva cazuri de folosire a funcției [[http://man7.org/linux/man-pages/man2/ioctl.2.html|ioctl]]. Funcția este utilizată pentru operații de control a unui dispozitiv sau de citire a unei stări sau a configurații, acolo unde funcțiile [[http://man7.org/linux/man-pages/man2/read.2.html|read]] sau [[http://man7.org/linux/man-pages/man2/write.2.html|write]] nu pot fi folosite. Apelurile ''ioctl'' sunt folosite în special pe fișiere speciale (dispozitive, sockeți, terminale etc.); dezavantajul este că nu există o formă standard a operațiilor aferente și în general nu sunt portabile. O listă **incompletă** de operații se găsește în [[http://man7.org/linux/man-pages/man2/ioctl_list.2.html|pagina de manual ioctl_list]]. |
| - | Compilăm fișierele folosind ''make''. Rezultă două fișiere în format executabil: ''thread-list-app'' și ''thread-list-app-mutex''. | + | Pentru a urmări folosirea apelului ''ioctl'' accesăm subdirectorul ''ioctl/''; urmărim conținutul fișierelor ''cdrom-ioctl.c'' și ''hwaddr-ioctl.c''. Fișierele implementează, respectiv, operații pe CD-ROM drive și pe socket pentru aflarea adresei hardware (MAC). |
| - | Programul ''thread-list-app-mutex'' folosește intern un mutex pentru sincronizare. Pentru aceasta folosim macro-ul ''USE_MUTEX'' pe care îl definim în fișierul ''Makefile''. | + | Pentru fișierul sursă ''cdrom-ioctl.c'' înlocuim valoarea macro-ului ''CDROM_DEV_PATH'' cu șirul ce reprezintă calea către CD-ROM. La fel, în fișierul ''hwaddr-ioctl.c'' înlocuim valoarea macro-ului ''IFNAME'' cu șirul ce reprezintă numele interfeței a cărei adresă hardware dorim să o determinăm. |
| - | Ca să urmărim ce se întâmplă cu o aplicație multithreaded cu date partajate, rulăm de mai multe ori programul ''thread-list-app'', până la obținerea unei erori:<code bash> | + | Compilăm fișierele folosind ''make''. Rezultă două fișiere în format executabil: ''cdrom-ioctl'' și ''hwaddr-ioctl''. |
| - | ./thread-list-app | + | |
| + | Cu ajutorul executabilului ''cdrom-ioctl'' putem executa trei tipuri de operații pe CD-ROM așa cum este indicat prin rularea sa fără argumente:<code> | ||
| + | $ ./cdrom-ioctl | ||
| + | You must provide exactly one argument. | ||
| + | |||
| + | Usage: ./cdrom-ioctl e|l|u | ||
| + | e - eject CD-ROM | ||
| + | l - lock CD-ROM drive | ||
| + | e - unlock CD-ROM drive | ||
| </code> | </code> | ||
| + | |||
| + | În continuare putem rula comanda ''cdrom-ioctl'' cu exact unul dintre argumentele ''e'', ''l'', ''u'' pentru a deschide trapa CD-ROM drive-ului saua bloca/debloca deschiderea manuală a acestuia (din buton). După cum vedem din codul sursă, aceste trei operații sunt realizate cu un apel ''ioctl'' și cu parametrii aferenți (documentați în [[http://lxr.free-electrons.com/source/Documentation/ioctl/cdrom.txt?v=3.13|sursele nucleului Linux]]): ''CDROMEJECT'' și ''CDROM_LOCKDOOR''. | ||
| + | |||
| + | Cu ajutorul executabilului ''hwaddr-ioctl'' putem determina adresa hardware (MAC) a unei interfețe de rețea așa cum se întâmplă mai jos:<code> | ||
| + | $ ./hwaddr-ioctl | ||
| + | Hardware address for interface eth0 is 00:21:cc:68:d0:53 | ||
| + | </code> | ||
| + | |||
| + | Adresa hardware a fost obținută într-o structură [[http://lxr.free-electrons.com/source/include/uapi/linux/if.h?v=3.13#L170|struct ifreq]] cu ajutorul unui apel ''ioctl'' aplicat pe un descriptor de socket. Parametrul ''ioctl'' a fost ''SIOCGIFHWADDR''. | ||
