ppos/hardware/disk.h

   1 // PingPongOS - PingPong Operating System
   2 // Prof. Carlos A. Maziero, DINF UFPR
   3 // Versão 2.0 -- Junho de 2025
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   5 // ATENÇÃO: ESTE ARQUIVO NÃO DEVE SER ALTERADO;
   6 // ALTERAÇÕES SERÃO DESCARTADAS NA CORREÇÃO.
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   8 // Interface do disco virtual, que simula um disco rígido (descrição abaixo).
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  10 // Atenção: deve ser usado o flag de ligação -lrt, para ligar com a
  11 // biblioteca POSIX de tempo real, pois o disco simulado usa timers POSIX.
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  13 // verifica sistema operacional
  14 #ifndef __linux__
  15 #error "Disk emulator library is designed specifically for Linux OS."
  16 #endif
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  18 #ifndef __HW_DISK__
  19 #define __HW_DISK__
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  21 // estados internos do disco
  22 #define DISK_STATUS_UNKNOWN 0 // disco não iniciado
  23 #define DISK_STATUS_IDLE 1    // disco livre
  24 #define DISK_STATUS_READ 2    // disco ocupado fazendo leitura
  25 #define DISK_STATUS_WRITE 3   // disco ocupado fazendo escrita
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  27 // operações oferecidas pelo disco
  28 #define DISK_CMD_INIT 0      // inicia o disco
  29 #define DISK_CMD_READ 1      // leitura de bloco do disco
  30 #define DISK_CMD_WRITE 2     // escrita de bloco do disco
  31 #define DISK_CMD_STATUS 3    // consulta status do disco
  32 #define DISK_CMD_DISKSIZE 4  // consulta tamanho do disco em blocos
  33 #define DISK_CMD_BLOCKSIZE 5 // consulta tamanho de bloco em bytes
  34 #define DISK_CMD_DELAYMIN 6  // consulta tempo resposta mínimo (ms)
  35 #define DISK_CMD_DELAYMAX 7  // consulta tempo resposta máximo (ms)
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  37 // solicita uma operação ao disco virtual
  38 int hw_disk_cmd(int cmd, int block, void *buffer);
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  40 /*
  41 Este código simula a operação e interface de um disco rígido de computador,
  42 que permite a leitura e escrita sequencial de blocos de dados, usando a
  43 interface descrita acima. O conteúdo do disco simulado é armazenado em um
  44 arquivo no sistema operacional subjacente, sendo portanto preservado de
  45 uma execução para outra.
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  47 O disco opera sequencialmente (realiza somente uma operação por vez) e a
  48 maioria das operações é síncrona, retornando o resultado ao concluir.
  49 Todavia, as operações de leitura e escrita de blocos de dados são atendidas
  50 de forma assíncrona, ou seja: o disco responde à solicitação imediatamente,
  51 mas a operação de E/S em si demora um pouco mais; quando ela for completada,
  52 o disco irá informar isso através de uma interrupção (IRQ). Essa interrupção
  53 deve então ser tratada pelo driver de disco, para acordar a tarefa que
  54 solicitou a operação de E/S.
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  56 Enquanto o disco estiver ocupado em uma leitura/escrita, o status do disco
  57 será DISK_STATUS_READ ou DISK_STATUS_WRITE; solicitações de leitura ou
  58 escrita com o disco ocupado retornarão com erro.
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  60 Exemplos de uso:
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  62 inicia um disco (operação síncrona)
  63 int disk_cmd (DISK_CMD_INIT, 0, char *disk_image) ;
  64 disk_image: caminho do arquivo que contém a imagem do disco
  65 result < 0: erro
  66 result = 0: disco corretamente iniciado
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  68 consulta status do disco (operação síncrona)
  69 int disk_cmd (DISK_CMD_STATUS, 0, 0) ;
  70 result = 0: erro (disco não iniciado ou inexistente)
  71 result = DISK_STATUS_IDLE: disco livre
  72 result = DISK_STATUS_READ: disco ocupado realizando leitura
  73 result = DISK_STATUS_WRITE: disco ocupado realizando escrita
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  75 consulta tamanho do disco (operação síncrona)
  76 int disk_cmd (DISK_CMD_DISKSIZE, 0, 0) ;
  77 result <  0: erro
  78 result >= 0: tamanho do disco (em blocos)
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  80 consulta tamanho de cada bloco (operação síncrona)
  81 int disk_cmd (DISK_CMD_BLOCKSIZE, 0, 0) ;
  82 result <  0: erro
  83 result >= 0: tamanho de cada bloco (em bytes)
  84
  85 consulta tempo de resposta mínimo (operação síncrona)
  86 int disk_cmd (DISK_CMD_DELAYMIN, 0, 0) ;
  87 result <  0: erro
  88 result >= 0: tempo de resposta mínimo do disco (em ms)
  89
  90 consulta tempo de resposta máximo (operação síncrona)
  91 int disk_cmd (DISK_CMD_DELAYMAX, 0, 0) ;
  92 result <  0: erro
  93 result >= 0: tempo de resposta máximo do disco (em ms)
  94
  95 agenda a leitura de um bloco de disco (operação assíncrona)
  96 int disk_cmd (DISK_CMD_READ, int block, void *buffer) ;
  97 block: número do bloco a ser lido
  98 buffer: endereço do buffer para os dados lidos
  99 result < 0: erro
 100 result = 0: ok (leitura agendada, IRQ_DISK será gerada ao completar)
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 102 agenda a escrita de um bloco de disco (operação assíncrona)
 103 int disk_cmd (DISK_CMD_WRITE, int block, void *buffer) ;
 104 block: número do bloco a ser escrito
 105 buffer: endereço do buffer com os dados a escrever
 106 result < 0: erro
 107 result = 0: ok (escrita agendada, IRQ_DISK será gerada ao completar)
 108 */
 109
 110 #endif