Низкоуровневое письмо на C

Язык C имеет доступ к файлам с функциями fopen/fclose/fread/fwrite и т. Д. Но в языке нет такой вещи, как блочное устройство (даже устройство, если на то пошло).

POSIX, с другой стороны, имеет низкоуровневые функции open/close/read/write для доступа к файлам и концепцию блочного устройства. Эти функции можно использовать (с осторожностью) для блочного устройства, если вы следуете нескольким простым правилам (в основном, выравнивание блоков) и знаете имя своего устройства (/dev/xxx).

Если вы работаете в системе, отличной от POSIX, такой как Windows, тогда у ОС будет особый способ обработки доступа к блочным устройствам. В Windows, например, вы можете использовать функцию CreateFile с именем устройства \\.\PhysicalDrive0, \\.\C: и т. Д.

Для Unix-подобных операционных систем это не вопрос: жесткий диск - это файл устройства, как и любой другой, и доступ к нему осуществляется так же, как и к любому другому файлу. Вы получаете дескриптор файла, ищете, пишете, вы ломаете файловую систему, и все в порядке.

Это означает, что вы также должны использовать обычные процедуры файлового ввода-вывода в C. Различать высокоуровневый и низкоуровневый ввод-вывод - это не ваша работа, а задача операционной системы. Поскольку большинство операционных систем в настоящее время поддерживают метафору «устройство как файл», в C. нет дальнейшей абстракции. Хотя этот подход может не работать для DOS и производных, это только причина избегать DOS, чтобы избежать поддержки устаревшего кода.

Если вы хотите сделать его независимым от ОС, вы, вероятно, захотите использовать какой-то полиморфизм. Затем вы можете создать структуру для поддержки необходимой вам функциональности.

Где вы создаете структуру, которая затем будет содержать функции указателей, которые можно изменить, когда код перемещает ОС. Затем вам потребуется реализация на основе ОС для каждой ОС, которую вы хотите поддерживать.

Это практически не имеет ничего общего с C. Как программный доступ к части оборудования зависит от того, как ЦП может взаимодействовать с этим устройством (то есть от архитектуры / дизайна системы / оборудования) и, если задействована какая-либо ОС, от того, как ОС позволяет другому программному обеспечению, работающему в ней, получать доступ к устройству (если вообще).

На ПК x86, если ОС не запущена, вы можете использовать функции прерывания BIOS 13h для чтения и записи секторов жесткого диска. Для достижения того же можно использовать хорошо известные порты ввода-вывода и команды ATA (PI) без использования BIOS. Если есть DOS, то примерно то же самое, ограничений на доступ к оборудованию нет. Если есть Windows или Linux, операционная система не позволит вам делать такие вещи, если у вас нет достаточных привилегий и / или вы не будете делать что-то определенным образом.

open () close () read () write () не являются частью языка C, они являются частью ОС.

Кроме того: write () ничего не пишет, это системный вызов с просьбой к ОС написать это за вас. ОС может делать с этим запросом все, что угодно (например, игнорировать его).

Записи / dev / * - это просто привязка к частным частям машины, предоставленная вам ОС, чтобы вы могли делать то, что невозможно сделать иначе. Но когда вы открываете () и пишете () одно из устройств / dev / disk, ОС по-прежнему может проигнорировать ваш запрос.