【正文】 是空閑狀態(tài)時，它才同時處在 hash鏈表和空閑鏈表中。 預(yù)讀的命中率： 不一定達到 100%，但良好的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和算法可使命中率達到較高的水平。 用戶感覺使用的是一個整體的，比本地機器上實際硬盤空間大得多的文件系統(tǒng)。 struct inode { 活動 i節(jié)點鏈接指針 狀態(tài)標志 設(shè)備號 i節(jié)點號 最近訪問的 i節(jié)點在目錄中的位置 空閑 i節(jié)點鏈接指針 struct inmon { 文件模式和類型（ FIFO、 DIR、 CHR、 BLK、 REG、 LNK等） 文件鏈接數(shù) 文件所有者標識數(shù)（ UID） 文件所屬用戶組標識數(shù)（ GID） 文件大小 文件最近存取時間（ atime, mtime, ctime） 數(shù)據(jù)塊索引表 其它信息 } } 數(shù)據(jù)塊索引表 數(shù)據(jù)塊索引表用于檢索本文件占用的數(shù)據(jù)塊。 空閑的活動 i節(jié)點相互鏈接在一起構(gòu)成“空閑活動 i節(jié)點鏈表”，這是一個雙向（非循環(huán)）鏈表，分別由鏈頭指針和鏈尾指針指向空閑活動 i節(jié)點鏈表的開始和結(jié)束。整個存儲結(jié)構(gòu)是一維的。文件系統(tǒng)一旦建立后，它們的位置就是固定不變的。 153 home 0 tst 85 bin 85 。 409 bckup 230 src 409 。 變長目錄項的目錄結(jié)構(gòu) define MAXNAMLEN 255 struct direct { long d_ino。 ncache的 hash值用下列公式計算： hn=7amp。 文件名和文件名緩沖區(qū) 核心在內(nèi)存中建立了一個高速的名字緩沖區(qū)，用來存放最近使用過的文件名，核心認為“最近使用過的文件名馬上還要使用的可能性最大” 。 在 UNIX的每個文件系統(tǒng)中，有三個 i 節(jié)點號是有固定用途的： 0號 i節(jié)點 ： 表示空目錄項，當某個目錄項被刪除時，該目錄項的 i 節(jié)點號被置為 0。 584 xiaolan 584 。 每一個目錄項中通常包含兩部分內(nèi)容： 文件的 i 節(jié)點號 文件名 目錄 /home/student/xiaolan 的路徑和目錄結(jié)構(gòu) 2 。 每個柱面組中的超級塊拷貝塊的存放位置為安全起見不一定都裝在柱面組中的最前面，而是可浮動地裝在該柱面組中的任何位置。 UNIX的普通文件和目錄文件就保存在這樣的文件系統(tǒng)中?；顒?i節(jié)點表中的每一項就是一個活動 i節(jié)點緩沖區(qū)，用來存放一個被打開文件的 inode。 超級塊 磁盤 i節(jié)點表 數(shù)據(jù)存儲區(qū) 磁盤 imon表 imon imon imon imon imon ?文件所有者標識（ UID） ?用戶組標識（ GID） ?文件類型（ FIFO、 DIR、 CHR、 BLK、 REG、 LNK等） ?文件保護模式（存取許可權(quán)） mode ?文件存取時間（ atime, mtime, ctime） ?鏈接數(shù)目 link ?文件大小 size ?文件數(shù)據(jù)塊索引表 index table imon 與 inode 的關(guān)系 進程要讀寫一個文件時，先在內(nèi)存的活動 i節(jié)點表（即inode表）中申請一個空閑的活動 i節(jié)點，并把磁盤上 i節(jié)點（ imon）中的各項參數(shù)讀入其中，當核心操作完成后，如果必要，就把在內(nèi)存中的活動 i節(jié)點寫回到磁盤上去。 本地文件系統(tǒng)的構(gòu)成 一個根文件系統(tǒng) + 若干子文件系統(tǒng)所組成 根文件系統(tǒng) 存放本操作系統(tǒng)的最主要和最基本的部分 可獨立啟動運行 系統(tǒng)起動后，根文件系統(tǒng)就不能卸下來 子文件系統(tǒng) 主要存放應(yīng)用程序和用戶文件 一般不能獨立啟動 系統(tǒng)運行過程中可隨時安裝和卸下 網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（ NFS） 是本地機器上的文件系統(tǒng)和遠地機器上的文件系統(tǒng)之間的介質(zhì)，它管理和控制所有有關(guān)對遠地文件的各種操作，給本地用戶提供一個訪問遠地文件的使用方便的高層接口，避免用戶直接涉及網(wǎng)絡(luò)通訊方面的具體細節(jié)。 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”。 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。在鏈表頭位置的就是“最近最少使用”的空閑緩沖區(qū)。 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 。 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。 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。 堆棧使用舉例。 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 —— 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。 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。 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。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 。 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。 } 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。 } 處理環(huán)境 程序：可執(zhí)行的文件 文件頭包括： exit(1)。 ? 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。 main(int argc, char *argv[]) { int fdold, fdnew。 exit(1)。 機器類型 cat file3 。 read write open A 進程 B 進程 C 進程 中斷與例外 ? 中斷（要保存上下文） ： 來自 進程之外 的事件（外設(shè)、時鐘等）引起的，發(fā)生在兩條指令執(zhí)行之間，中斷服務(wù)完畢后從下一條指令繼續(xù)執(zhí)行。 硬 件 硬 件 控 制 字符設(shè)備 塊設(shè)備 設(shè)備驅(qū)動程序 高速緩沖 文件子系統(tǒng) 系 統(tǒng) 調(diào) 用 界 面 程 序 庫 進程控制 子系統(tǒng) 進程間通訊 調(diào)度程序 存儲管理 用戶程序 用戶級 核心級 核心級 硬件級 陷入 ? 系統(tǒng)概念 文件系統(tǒng)概貌 1．索引節(jié)點（ index node——inode） inode特征 ： ? 文件的內(nèi)部名稱（或代號），方便機器操作； ? 每個文件都有一個且只有一個 inode與之對應(yīng)； ? inode存放文件的靜態(tài)參數(shù)：存放地點、所有者、文件類型、存取權(quán)限、文件大小等； ? 每個文件都可以有多個名字，但都映射到同一個inode上； ? 各 inode之間以 inode號相區(qū)別； 2．鏈結(jié)（ link） ——對應(yīng)命令名 ln 文件 i節(jié)點 abc xyz 文件名 ? 鏈接的是“符號”而不是文件，因此“符號”可以是不存在的文件，即無意義的字符串。 因為一個進程在一個時間片內(nèi)可能讀寫不完所需內(nèi)容，需要在下一個時間片繼續(xù)從上一個時間片結(jié)束時的讀寫位置開始讀寫，故在進程生存期間應(yīng)保持一讀寫指針。對其它資源的共享采用的是與之相似的另外幾種方法。 機器類型 … readfile (buf, number)