Нервотрёп

Изучение построения клиент-серверного взаимодействия процессов с использованием почтовых ящиков. Изучение особенностей работы нитей при использовании ждущих таймеров.

Список используемых системных вызовов

CreateMailslot, CreateFile, GetMailslotInfo, SetMailslotInfo, ReadFile, ReadFileEx, WriteFile, WriteFileEx, CreateWaitableTimer, OpenWaitableTimer, SetWaitableTimer, TimerAPCProc, CancelWaitableTimer, SleepEx, WaitForSingleObjectEx,

Дальше »

Лабораторная работа: Работа с разделяемой памятью

Цель работы

Изучение способов работы с разделяемой памятью на основе файлов, проецируемых в память. Изучение способов синхронизации процессов и нитей с использованием мьютексов (mutex) и семафоров.

Список используемых системных вызовов

CreateFileMapping, OpenFileMapping, MapViewOfFile, UnmapViewOfFile, CloseHandle, CreateMutex, OpenMutex, CreateSemaphore, OpenSemaphore, ReleaseMutex, ReleaseSemaphore, WaitForSingleObject, WaitForMultipleObjects.

Дальше »

Лабораторная работа: Работа с файлами в асинхронном режиме

Цель работы

Изучение способов работы с файлами в Win32 API. Изучение асинхронного режима работы с файлами.

Список используемых системных вызовов

CreateFile, CloseHandle, ReadFile, WriteFile, CancelIo, WaitForSingleObject, WaitForMultipleObjects, GetFilePointer, SetFilePointer, FindFirstFile, FindNextFile, FindClose, SearchFile.

Дальше »

Лабораторная работа: Синхронизация нитей с использованием событий и Interlocked-функций

Цель работы

Изучение способа организации критических секций с использованием группы Interlocked-функций. Изучение способа синхронизации процессов и нитей с использованием событий (Events).

Список используемых системных вызовов

CreateEvent, SetEvent, ResetEvent, PulseEvent, CloseHandle, InterlockedExchange, InterlockedIncrement, InterlockedDecrement, InterlockedCompareExchange, InterlockedExchangeAdd, InitializeCriticalSection, EnterCriticalSection, TryEnterCriticalSection, LeaveCriticalSection, DeleteCriticalSection, WaitForSingleObject, WaitForMultipleObjects.

Дальше »

Лабораторная работа: Порождение и завершение процессов и нитей

Цель работы

Изучение методов и средств порождения процессов и нитей. Изучение способов синхронизации процессов и нитей через ожидание окончания их выполнения.

Список используемых системных вызовов

CloseHandle, CreateProcess, CreateThread, ExitProcess, ExitThread, GetCommandLine, GetCurrentProcess, GetCurrentProcessId, GetCurrentThread, GetCurrentThreadId, GetExitCodeProcess, OpenProcess, OpenThread, ResumeThread, SuspendThread, Sleep, ThreadProc, TerminateProcess, TerminateThread, WaitForSingleObject, WaitForMultipleObjects.

Дальше »

Системные перехватчики (HOOK).

Системные перехватчики – это спец-е функции, вызываемые ОС при возникновении условий перехвата. Чаще всего системные перехватчики работают с оконными сообщениями. Системный перехватчик можно установить на выбранную нить или на все нити текущего рабочего стола.

Если Системный перехватчик должен перехватывать не только сообщения текущего процесса, но и сообщения других процессов этого рабочего стола, то функция перехвата должна находиться в DLL.

Адрес этой функции можно получить с помощью динамического связывания. После установления перехватчика эта библиотека будет внедрена во все процессы, для которых требуется активировать функцию перехвата. Причем эта функция будет вызываться в контексте той нити, которая работает с оконным сообщением.

Дальше »

Динамически загружаемые библиотеки (DLL). Связывание во время выполнения программы.

Динамически загружаемые библиотеки связываются с программами и между собой с помощью таблиц экспорта и импорта, находящихся внутри файлов, библиотек и программ.

RVA – relative virtual address – формализация данных в файле.

Дальше »

Сегментно-страничный способ организации памяти.

Как и в сегментном способе прога разбивается на сегменты и виртуальный адрес содержит номер сегмента и смещение, которое состоит из 2-х полей: виртуальной страницы и индекса внутри страницы.

Из следующего рисунка видно насколько усложняется и отсюда следует - замедляется обращение к памяти. Единственный способ решения этой проблемы – аппаратный. Наиболее эффективным аппаратным способом поиска дескрипторов является ассоциативный КЕШ. В качестве тэга берут номер сегмента и страницы, а рез-т ф-и – адрес физической страницы.

Этот способ вобрал в себя все достоинства. Разбитие проги на сегменты позволяет размещать сегменты в памяти целиком. Сегменты разбиваются на страницы и редко используемый код удаляется из памяти. Т.К прога разбита на сегменты согласно внутренней логике, число межсегментных переходов минимально. Страницы сегмента находятся в памяти, но не подряд, а рассыпаны и можно не заботиться о фрагментации памяти. Наличие сегментов даёт эффективную защиту одной проги от другой, возможна динамическая компоновка.

Примеры: ОС Unix, упрощённо: наиболее упрощённо – Windows 9x, менее упрощённо Windows NT – based и ОС Linux.

Страничная организация памяти.

При этом способе организации памяти все фрагменты проги на которые она разбивается, за исключением последний части, получаются одинаковыми и эти части называются страницами. Говорят, что память разбивается на физические страницы, а прога и данные на виртуальные страницы. Часть виртуальных страниц размещается в ОП. Другая часть во внешней памяти на диске в файле свопинга.

Величина любой страницы выбирается равной степени двойки. Т.о. любой адрес в проге становится не одномерным, а двумерным, а именно № страницы и № смещения внутри страницы. Задача ОС во время исполнения проги сводится к отображения виртуальной страницы на физическую. Суммарный размер виртуальных страниц м.б. > размера ОП.

Чтобы правильно отобразить страницы нужно иметь таблицу соответствия виртуальных страниц физическим, такая таблица называется таблицей страниц. Дискриптер страницы проще дискриптера сегмента- не нужно поле длинны, т.к. все страницы одинакового размера. Трансляция виртуальных таблиц на физические идет с помощью бита присутствия, как и в сегментном способе адресации памяти. У каждой страницы есть свой код доступа, если прога требует доступ с правами большими чем код доступа страницы, то в таком доступе отказывается.

Дальше »

Сегментная организация памяти.

Идея выделять память задаче не одной сплошной областью, а фрагментами требует для своей реализации соответствующей аппаратной поддержки в виде относительной адресации. Указывается адрес начала текущего фрагмента памяти и величина смещения относительно этого начального адреса. При этом адрес состоит из 2-х частей: сегмента и смещения.

Современное СПО основывается на различных видах такой адресации памяти.

Сегментный способ организации виртуальной памяти

Исторически первый метод – разрывного распределения памяти. Для него программу необходимо разбивать на части и каждой такой части выделять физич. память. Единственный способ такого разбиения – разбиения на логические сегменты. Например каждый модуль (файл) в отдельный сегмент.

Каждый сегмент – самостоятельная единица. Обращение к сегменту производится как "имя сегмента : адрес внутри сегмента". Физически имя сегмента соответствует некоторому адресу начала сегмента в ОП.

Дальше »

Распределение статическими и динамическими разделами.

Необходимо обеспечить одновременное расположение в ОЗУ нескольких программ. Самая простая схема распределения заключается в следующем: память, не занятая ядром, может быть разбита на несколько непрерывных частей. Указывается имя раздела, тип, начало и длина раздела.

Возможны 2 варианта:

1. разделы с фиксированными границами;

2. разделы с подвижными границами.

Разделы с фиксированными границами

Дальше »

Управление памятью.

Когда мы говорим об оперативной памяти в компе, то подразумеваем 3 уровня представления памяти:

в виде символьных переменных в программе,
в виде адресов виртуальной памяти, которые получаются после компиляции программы,
в виде физических ячеек памяти, которые собственно и содержат данные.

Задача системного программного обеспечения – связать каждое символьное имя с физической ячейкой памяти. Если символьная переменная образует пространство имен, то виртуальная и физическая память адресуются номерами ячеек памяти.

Дальше »

Структурная обработка исключений.

Структурная обработка исключений позволяет при возникновении ошибки в программе, обработать эту ошибку и продолжить выполнение программы. Язык программирования С++ позволяет проводить такую обработку с помощью блоков try и catch. Это весьма гибкий механизм обработки исключительных ситуаций.

Его описание можно найти в любой книге по С++. Microsoft помимо стандартного обработчика исключительных ситуаций С++ заложила в свой компилятор еще один механизм обработки завершения исключений. Это пара блоков:

__try __try

__finale __except

Дальше »

ОС Windows: таймеры ожидания и понятие APC.

Эти таймеры используются для выполнения определённых действий в заданное время или через определённый интервал времени.

Таймер ожидания является таким же объектом синхронизации как, например семафор, т.е. его можно дождаться с помощью ф-ций WaitFor. Таймер переходит в сигнальное состояние по достижению заданной точки во времени. Этими таймерами следует пользоваться с большей предпочтительностью, нежели оконным сообщением WM_TIMER.

Ждущий таймер создается с помощью функции CreateWaitableTimer.

HANDLE CreateWaitableTimer(

LPSECURITY_ATTRIBUTES psa,

BOOL bManualReset,

LPCTSTR pTimerName); // имя таймера

HANDLE OpenWaitableTimer(

DWORD dwDesiredAccess, // описатель таймера

BOOL bInhemtHandle, //время срабатывания

LPCTSTR pTimerName);

Положительное значение времени срабатывания даёт абсолютное время, отрицательное даёт относительное время.

Дальше »