【正文】 while((count = read(old, buffer, sizeof(buffer))) 0) write(new, buffer, count)。 exit(1)。 if (fdold == 1) { printf(“ cannot open file %s\n” , argv[1])。 main(int argc, char *argv[]) { int fdold, fdnew。 成績構(gòu)成：平時成績 + 期末報告 第一章 系統(tǒng)概貌 ? 發(fā)展狀況 發(fā)展歷史及版本 1970年 Ken Thompson 和 Dennis Ritchie PDP7 匯編語言 UNICS 1971年 PDP11 匯編語言 UNIX 1972年 增加管道功能 1973年 Dennis Ritchie B language C language 重寫 UNIX 第一個高級語言 OS 1975年 對外發(fā)表 UNIX 大學和科研單位應(yīng)用 1978年 第一個商業(yè)版本 我國開始深入研究應(yīng)用的最早版本 System III 1981年 完全轉(zhuǎn)向為社會提供的商品軟件 System V 1983年 系統(tǒng)功能穩(wěn)定完善 公布號 : 、 、 、 、 、 、 現(xiàn)在最后版本為 System V Release 4 (SVR4) 主要分支和兼容版本 ?BSD 加州大學伯克利分校 ?XENIX/OpenServer Microsoft、 SCO公司 ?HPUX HP公司 ?AIX IBM ?Solaris SUN公司 ?IRIX SGI公司 ?Ultrix DEC公司 ?Linux 開放源代碼 基本功能特征 ① 交互式分時多用戶 ? 人機間實時交互數(shù)據(jù) ? 多個用戶可同時使用一臺機器 ? 每個用戶可同時執(zhí)行多個任務(wù) ② 軟件復(fù)用 ? 每個程序模塊完成單一的功能 ? 程序模塊可按需任意組合 ? 較高的系統(tǒng)和應(yīng)用開發(fā)效率 ③ 可移植性強 ? 數(shù)千行匯編碼 , 數(shù)十萬行 C語言代碼 ④ 配置靈活 , 適應(yīng)性強 ? 小內(nèi)核 , 參數(shù)靈活可調(diào) ? 核外應(yīng)用系統(tǒng) , 任意裁減 ? 限制規(guī)則很少 ⑤ 界面方便高效 ? 內(nèi)部 : 系統(tǒng)調(diào)用豐富高效 ? 外部 : shell命令靈活方便可編程 ? 應(yīng)用 : GUI 清晰直觀功能強大 ⑥ 安全機制完善 ? 口令、權(quán)限、加密等措施完善 ? 抗病毒結(jié)構(gòu) ? 誤操作的局限和自動恢復(fù)功能 ⑦ 多國語言支持 ? 支持全世界現(xiàn)有的幾十種主要語言 ⑧ 網(wǎng)絡(luò)和資源共享 ? 內(nèi)部 : 多進程結(jié)構(gòu)易于資源共享 ? 外部 : 支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 說明： 其它操作系統(tǒng)可能包含部分上述 UNIX的特征，但非全部（如 NT就有部分多用戶系統(tǒng)特征） 這些特征有些是核心直接實現(xiàn)的，有些是由核心提供實現(xiàn)這種特征的方便性和可能性，而由使用者來實現(xiàn)的。 ? 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 硬件 內(nèi)核 kernel sh who date wc vi grep date ls app_1 app_2 app_n UNIX操作系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)調(diào)用（ system call） 以函數(shù)形式提供給核外的命令和上層應(yīng)用系統(tǒng)使用的一組程序，涵蓋操作系統(tǒng)的所有功能。 if(argc != 3) { printf(“ need 2 arguments for copy program\n” )。 exit(1)。 } copy(fdold, fdnew)。 } 處理環(huán)境 程序：可執(zhí)行的文件 文件頭包括： 數(shù)據(jù)段、正文段、工作變量的段大小 } 在用戶環(huán)境下，程序的執(zhí)行通常由命令解釋器 shell來完成，標準的命令格式為： cmd [options] [arguments] shell可識別的命令類型有： 簡單命令 cat file1 多條命令 who。 pwd) run_log 后臺命令 ls –lR /home/teacher tlist amp。 ③存貯方式透明 ： 文件的存放位置、存放方式、存放格式 ④各用戶進程能得到核心相同服務(wù) ： 無論系統(tǒng)程序還是用戶程序，平等對待，分時運行 ? 硬件假設(shè) （假設(shè)機器硬件只支持的運行狀態(tài)） UNIX系統(tǒng)上進程的執(zhí)行分成兩種狀態(tài)： 用戶態(tài)、 核心態(tài) 用戶態(tài)： 進程正在執(zhí)行用戶代碼時的狀態(tài) 核心態(tài)： 進程正在執(zhí)行系統(tǒng)代碼（系統(tǒng)調(diào)用）時的狀態(tài) 用戶態(tài)和核心態(tài)的區(qū)別： ① 用戶態(tài) ：進程只能存取自己的地址空間 核心態(tài) ：進程可存取核心和用戶地址空間 ② 用戶態(tài) ： 不能存取特權(quán)指令，只能存取自己的指令和數(shù)據(jù) 核心態(tài) ： 除了能存取自己的指令和數(shù)據(jù)外，還可存取特權(quán)指令 一個進程在運行時必須處在，而且只能處在或者核心態(tài)或者用戶態(tài)下： 核心態(tài)的進程不是與用戶進程平行運行的孤立的進程集合，而是每個用戶進程的一部分。(中斷服務(wù)是由核心中特殊的函數(shù)，而不是特殊的進程來執(zhí)行的 ) ? 例外（不保存上下文） ： 來自 進程內(nèi)部 的 非期望 事件（地址越界，除數(shù)為 0等），發(fā)生在一條指令執(zhí)行過程中，例外事件處理完后重新執(zhí)行該指令。這些代碼段是 “ 可再入段 ” （或 純代碼段 、可共享代碼段 ），被各用戶進程段共享，為提高運行速度，避免頻煩訪問磁盤，故常駐內(nèi)存，這些代碼段的集合就是 OS的內(nèi)核 。 一個文件可有多個名字，多個名字都對應(yīng)同一個文件 i節(jié)點，每個名字就是該文件節(jié)點的一個鏈結(jié)； . 一個普通文件的名字個數(shù)，就是該文件的鏈結(jié)數(shù)； 使用文件鏈結(jié)的目的： ①方便用戶的使用習慣，如“列目錄”，可用 ls、 dir、list、 lc等； ②誤刪文件時可補救，又不多占空間。 ? abc和 xyz具有不同的 inode號 ， xyz的內(nèi)容是它所指向的名字的字符串，大小是字符串長度為 3字節(jié)。 struct file *u_ofile[NOFILE] NOFILE 為每個進程最多可同時打開的文件數(shù)，這與系統(tǒng)中的進程數(shù)和內(nèi)存大小以及交換區(qū)大小等有關(guān)系，一般為 20~100。 此外 file表中還存放被打開文件的 動態(tài)信息 ：如文件狀態(tài)、引用計數(shù)（ 當前使用該文件的進程數(shù) ）等。 UNIX操作系統(tǒng)中共享活動文件的方法 ： 在內(nèi)存中 某個活動文件的副本只有一個 ，不同的進程采用不同的指針指向這文件的副本。 進程 相關(guān)概念： 映像 —— 程序以及與 動態(tài)執(zhí)行 該程序有關(guān)的 各種信息的集合(類似于歷史檔案 )。 1. 可執(zhí)行文件的構(gòu)成： 進程是可執(zhí)行文件的一次執(zhí)行實例，高級語言程序經(jīng)過編譯或匯編語言程序經(jīng)過匯編后所產(chǎn)生的、缺省名為 部分 ： 文件頭 正文段 數(shù)據(jù)標識段 其它信息段 文件頭 —— 正文段、數(shù)據(jù)標識段、其它信息段的大小 堆棧使用舉例。 … } readfile (char buffer[ ], int line) { char *pointer。 1進程 init進程 ，由它來創(chuàng)建系統(tǒng)初始化過程中所需的其它所有的進程。 ③睡眠狀態(tài) 進程不具備運行條件，需等待某種事件的發(fā)生，無法繼續(xù)執(zhí)行下去。 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)高速緩沖（ buffer） 由軟件實現(xiàn)的解決 文件系統(tǒng)和物理硬盤 之間的數(shù)據(jù)同步 的一種方法。 緩沖區(qū)是緩沖區(qū)池中數(shù)據(jù)存儲的基本單位。 空閑緩沖區(qū)鏈表 核心維護了一個空閑緩沖區(qū)鏈表，它按照 最近被使用的先后次序排列 。 ② 釋放一個空閑緩沖區(qū) 把這個裝有數(shù)據(jù)的空閑緩沖區(qū)附加到空閑鏈表的鏈尾。在鏈表頭位置的就是“最近最少使用”的空閑緩沖區(qū)。 緩沖區(qū)設(shè)置 當核心需有一個空閑緩沖區(qū)時，它根據(jù)要裝入的數(shù)據(jù)類型，從相應(yīng)的空閑緩沖區(qū)鏈表的表頭位置取下一個空閑緩沖區(qū)，裝入一個磁盤數(shù)據(jù)塊； 根據(jù)該數(shù)據(jù)塊所對應(yīng)的 設(shè)備號和塊號數(shù)據(jù)對 計算其 hashno（散列、雜湊）值，根據(jù)其 hashno 的值放入到相應(yīng) hash 鏈表的鏈頭。 這 63 個 hash 鏈表就構(gòu)成了數(shù)據(jù)緩沖區(qū)高速緩沖的緩沖池，所有的緩沖區(qū)都存放在緩沖池中的某一個鏈表中。 在空閑緩沖區(qū)鏈表中的緩沖區(qū)一定在某個 hash鏈表中；在hash鏈表中的緩沖區(qū)不一定在空閑鏈中。 緩沖區(qū)的檢索算法 在 UNIX文件系統(tǒng)中的下層，即直接與邏輯存儲設(shè)備聯(lián)系的部分，包含如下基本算法： getblk 申請一個緩沖區(qū) brelse 釋放一個緩沖區(qū) bread 讀一個磁盤塊 breada 讀一個磁盤塊，預(yù)讀另一個磁盤塊 bwrite 寫磁盤塊 申請一個緩沖區(qū)算法 getblk 根據(jù)緩沖池的結(jié)構(gòu)，核心申請一個緩沖區(qū)分配個磁盤塊時，可能出現(xiàn)的 五種典型狀況 ： ① 該塊已在 hash隊列中，并且緩沖區(qū)是空閑的； ② hash隊列中找不到該塊，需從空閑鏈表中分配一個緩沖區(qū)； ③ hash隊列中找不到該塊，在從空閑鏈表中分配一個緩沖區(qū)時，發(fā)現(xiàn)該空閑緩沖區(qū)標記有“延遲寫”，核心必須寫出緩沖區(qū)內(nèi)容到磁盤上，再重新分配一個空閑緩沖區(qū)； ④ hash隊列中找不到該塊，并且空閑鏈表已空； ⑤ 該塊已在 hash隊列中，但該緩沖區(qū)目前狀態(tài)為“忙”。 算法 breada 輸入 ：（ 1）立即讀的文件系統(tǒng)塊號 （ 2）異步讀的文件系統(tǒng)塊號 輸出：含有立即讀的數(shù)據(jù)的緩沖區(qū) { if（第一塊不在高速緩沖中） { 為第一塊獲得緩沖區(qū)（ getblk）； if（緩沖區(qū)內(nèi)容無效） 啟動磁盤讀； } if（第二塊不在高速緩沖中） { 為第二塊獲得緩沖區(qū)（ getblk）； if（