【導(dǎo)讀】進(jìn)程和U區(qū)在內(nèi)存或外存的地址。指向U區(qū)進(jìn)程正文、數(shù)據(jù)及棧在內(nèi)存區(qū)域的指針。真正用戶標(biāo)識(shí)符u-ruid。有效用戶標(biāo)識(shí)符u-euid。用戶文件描述符表。當(dāng)前目錄和當(dāng)前根。區(qū)的類型和大小。區(qū)在物理存儲(chǔ)器中的位置。處理機(jī)狀態(tài)寄存器。為新進(jìn)程分配一個(gè)進(jìn)程表項(xiàng)和進(jìn)程標(biāo)識(shí)符。子進(jìn)程繼承父進(jìn)程的所有文件。內(nèi)核須為exit完成以下操。置進(jìn)程為“僵死”狀態(tài)。停或終止而發(fā)來(lái)軟中斷信號(hào)為止。如果在wait調(diào)用前，已有。子進(jìn)程暫?；蚪K止，則調(diào)用進(jìn)程做適當(dāng)處理后便返回。志runrun予以置位，以引起調(diào)度程序重新調(diào)度。此外，當(dāng)進(jìn)程執(zhí)行完系統(tǒng)調(diào)用。機(jī)，這也會(huì)引起調(diào)度。進(jìn)程調(diào)度，在此是采用動(dòng)態(tài)優(yōu)先數(shù)輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法。級(jí)最高)的進(jìn)程。進(jìn)行進(jìn)程上下文的切換，恢復(fù)其運(yùn)行。級(jí)，又可進(jìn)一步把它分為可中斷和不可中斷兩種。對(duì)諸如“對(duì)換”、“等待磁盤(pán)I/O”、“等待緩

　　

【正文】 t e s t t e s t r e p o r tW a n gW a n g圖 1018 UNIX文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 3. 當(dāng)文件處于 “ 未打開(kāi) ” 狀態(tài)時(shí)， 文件需占用三種資源： (1) 一個(gè)目錄項(xiàng)。 (2) 一個(gè)磁盤(pán)索引結(jié)點(diǎn)項(xiàng)。 (3) 若干個(gè)盤(pán)塊。 當(dāng)文件被引用或 “ 打開(kāi) ” 時(shí)， (1) 一個(gè)內(nèi)存索引結(jié)點(diǎn)項(xiàng)。 (2) (3) 用戶文件描述符表中的一個(gè)登記項(xiàng)。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 由于對(duì)文件的讀寫(xiě)管理 ， 必須涉及到上述各種資源 ， 因而使對(duì)文件的讀寫(xiě)管理 ， 又在很大程度上依賴于對(duì)這些資源的管理 ， 故可從資源管理觀點(diǎn)上來(lái)介紹文件系統(tǒng) 。 這樣 ，對(duì)文件的管理就必然包括： ① 對(duì)索引結(jié)點(diǎn)的管理； ② 對(duì)空閑盤(pán)塊的管理； ③ 對(duì)目錄文件的管理； ④ 對(duì)文件表和描述符表的管理； ⑤ 對(duì)文件的使用 。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 文件的物理結(jié)構(gòu) 1. 尋址方式 (1) 直接尋址。 (2) 一次間接尋址方式。 (3) 多次間接尋址。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) i . a d d r ( 0 )i . a d d r ( 1 )i . a d d r ( 2 )?i . a d d r ( 9 )i . a d d r ( 1 0 )i . a d d r ( 1 1 )i . a d d r ( 1 2 )一次間 接塊數(shù)據(jù)塊二次間 接塊三次間 接塊直接尋 址一次間 址二次間 址三次間 址?圖 1019 直接尋址和間接尋址 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 2. 地址轉(zhuǎn)換 1) 2) 把文件邏輯塊號(hào)轉(zhuǎn)換為物理盤(pán)塊號(hào) (1) 直接尋址。 (2) 一次間址。 (3) 多次間址。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 圖 1020 文件的地址映射示例 i . a d d r ( 0 )i . a d d r ( 1 )i . a d d r ( 2 )?i . a d d r ( 1 0 )i . a d d r ( 1 1 )i . a d d r ( 1 2 )數(shù)據(jù)塊二次間 接塊直接尋 址一次間 址二次間 址三次間 址?3 6 74 2 89 1 5 6 3 3 1 3 3 3 39 5 2第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 索引結(jié)點(diǎn)的管理 1. 超級(jí)塊 (Superblock) (1) (2) 空閑盤(pán)塊號(hào)棧。 (3) 當(dāng)前空閑盤(pán)塊號(hào)數(shù)目。 (4) 空閑磁盤(pán) i結(jié)點(diǎn)號(hào)棧。 (5) 空閑磁盤(pán) i結(jié)點(diǎn)數(shù)目。 (6) 空閑盤(pán)塊編號(hào)棧的鎖字段。 (7) 空閑磁盤(pán) i結(jié)點(diǎn)棧的鎖字段。 (8) 超級(jí)塊修改標(biāo)志。 (9) 修改時(shí)間。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 2. 磁盤(pán)索引結(jié)點(diǎn)的分配與回收 1) 分配過(guò)程 ialloc (1) 檢查超級(jí)塊上鎖否。 (2) 檢索 i結(jié)點(diǎn)?？辗瘛? (3) 從空閑 i結(jié)點(diǎn)編號(hào)棧中分配一個(gè) i結(jié)點(diǎn)， 并且加以初始化， 填寫(xiě)有關(guān)文件的屬性。 (4) 分配內(nèi)存 i結(jié)點(diǎn)。 (5) 將磁盤(pán) i結(jié)點(diǎn)總數(shù)減 1， 并在置超級(jí)塊的修改標(biāo)志后返回。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 2) 回收過(guò)程 ifree (1) 檢查超級(jí)塊上鎖否。 (2) 檢查 i結(jié)點(diǎn)編號(hào)棧滿否。 (3) 若 i結(jié)點(diǎn)編號(hào)棧未滿， 便將回收的 i結(jié)點(diǎn)的編號(hào)進(jìn)棧， 并使當(dāng)前空閑 i結(jié)點(diǎn)數(shù)加 1 (4) 置超級(jí)塊修改標(biāo)志后返回。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 3. 內(nèi)存索引結(jié)點(diǎn)的分配與回收 1) 分配過(guò)程 iget 該過(guò)程的主要功能 ， 是在打開(kāi)文件時(shí) ， 為之分配內(nèi)存 i結(jié)點(diǎn) 。 由于允許文件被共享 ， 因此 ， 如果一文件早已被其他用戶打開(kāi)并有了內(nèi)存 i結(jié)點(diǎn) ， 此時(shí)便只須將該 i結(jié)點(diǎn)中的引用計(jì)數(shù)加 1； 如果文件尚未被其他用戶打開(kāi) ， 則由 iget過(guò)程為該文件分配一個(gè)內(nèi)存 i結(jié)點(diǎn) ， 并調(diào)用 bread過(guò)程將其磁盤(pán) i結(jié)點(diǎn)的內(nèi)容拷貝到內(nèi)存 i結(jié)點(diǎn)中 ， 同時(shí)進(jìn)行初始化 。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 2) 回收過(guò)程 iput 每當(dāng)進(jìn)程要關(guān)閉某文件時(shí) ， 須調(diào)用 iput過(guò)程 ， 先對(duì)該文件的內(nèi)存 i結(jié)點(diǎn)中的引用計(jì)數(shù)做減 1操作 。 若結(jié)果為 0， 便回收該內(nèi)存 i結(jié)點(diǎn) ， 再對(duì)該文件的磁盤(pán) i結(jié)點(diǎn)中的連接計(jì)數(shù)減 1；若其結(jié)果也為 0， 便刪除此文件 ， 并回收分配給該文件的盤(pán)塊和磁盤(pán) i結(jié)點(diǎn) 。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 空閑磁盤(pán)空間的管理 圖 1021 文件卷的組織 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 2. 空閑盤(pán)塊的組織 1 0 9 1 0 6 1 0 3 1 0 0 952 1 1 2 0 8 2 0 5 2 0 23 1 0 3 0 7 3 0 4 3 0 14 0 9 4 0 6 4 0 3 4 0 0超 級(jí) 塊 表圖 1022 空閑盤(pán)塊的組織 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 3. 空閑盤(pán)塊的分配與回收 1) 空閑盤(pán)塊的分配是由 alloc過(guò)程完成的 ， 該過(guò)程的主要功能 ， 是從空閑盤(pán)塊號(hào)棧中獲得一空閑盤(pán)塊號(hào) 。 當(dāng)核心要從文件系統(tǒng)中分配一個(gè)盤(pán)塊時(shí) ， 首先檢查超級(jí)塊中的盤(pán)塊號(hào)棧是否已經(jīng)上鎖 。 若已鎖上 ， 便調(diào)用 sleep過(guò)程睡眠； 否則 ， 將超級(jí)塊的空閑盤(pán)塊號(hào)棧頂?shù)谋P(pán)塊號(hào) (如 95號(hào) )分配出去 。 如果所分配的空閑盤(pán)塊號(hào)是在棧底 (如 109號(hào) )， 由于在該號(hào)盤(pán)塊中又包含了第二組盤(pán)塊的所有盤(pán)塊號(hào) (如 21 208等 )， 于是核心在給超級(jí)塊上鎖后 ， 應(yīng)先調(diào)用 bread過(guò)程將該棧底盤(pán)塊號(hào)對(duì)應(yīng)盤(pán)塊中的內(nèi)容讀出 ， 作為新棧的內(nèi)容進(jìn)棧；然后 ， 再將原有棧底所對(duì)應(yīng)的盤(pán)塊作為空閑盤(pán)塊分配出去 (即 109號(hào)盤(pán)塊 )；最后 ，將超級(jí)塊解鎖 ， 喚醒等待超級(jí)塊解鎖的進(jìn)程 。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 2) 空閑盤(pán)塊的回收是由 free過(guò)程完成的 。 在回收空閑盤(pán)塊時(shí) ， 首先檢查超級(jí)塊中的盤(pán)塊號(hào)棧是否已經(jīng)上鎖 ， 若已上鎖 ， 便調(diào)用 sleep睡眠；否則 ， 再檢查空閑盤(pán)塊號(hào)棧是否已滿 。 如果空閑盤(pán)塊號(hào)棧未滿 ， 可直接將回收盤(pán)塊的編號(hào)記入空閑盤(pán)塊號(hào)棧中；若棧已滿 ， 須調(diào)用 betblk過(guò)程申請(qǐng)一個(gè)緩沖區(qū) ， 將棧中的所有空閑盤(pán)塊號(hào)復(fù)制到新回收的盤(pán)塊中 ，再將新回收盤(pán)塊的編號(hào)作為新棧的棧底塊號(hào)進(jìn)棧 。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 文件表的管理 1. 用戶文件描述符表的管理 (1) 用戶文件描述符表 。 為了方便用戶和簡(jiǎn)化系統(tǒng)的處理過(guò)程 ， 在 UNIX系統(tǒng) Ⅴ 中 ， 在每個(gè)進(jìn)程的 U區(qū)中都設(shè)置了一張用戶文件描述符表 。 核心先對(duì)其打開(kāi)請(qǐng)求做仔細(xì)檢查后 ， 便在該進(jìn)程的用戶文件描述符表中 ， 分配一個(gè)空項(xiàng) ， 取其在該表中的位移量作為文件描述符 fd(file discriptor)返回給用戶 。 以后 ， 當(dāng)用戶再訪問(wèn)該文件時(shí) ， 只需提供該文件描述符 fd， 系統(tǒng)根據(jù) fd便可找到相應(yīng)文件的內(nèi)存索引結(jié)點(diǎn) 。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) (2) ufalloc過(guò)程 。 用戶文件描述符表項(xiàng)的分配 ， 是由 ufalloc過(guò)程完成的 。 該過(guò)程首先是從用戶文件描述符表中查找一個(gè)空項(xiàng) ， 若找到 ， 便將該表項(xiàng)的序號(hào) fd作為文件描述符寫(xiě)入進(jìn)程的 U區(qū) ， 然后返回； 否則 ， 置出錯(cuò)標(biāo)志后返回 “ NULL”。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 2. 文件表的管理 (1) 文件表。 f _ o f f e s tf _ i n o d ef _ f l a gf _ c o u n t?f _ o f f e s tf _ i n o d e?fpfpfpfpfpf _ o f f e s tf _ i n o d ef _ f l a gf _ c o u n tf _ o f f e s tf _ i n o d e?f _ o f f e s tf _ i n o d e第 i 個(gè)內(nèi)存 索引結(jié)點(diǎn)?第 j 個(gè)內(nèi)存 索引結(jié)點(diǎn)??第 k 個(gè)內(nèi)存 索引結(jié)點(diǎn)?第 l 個(gè)內(nèi)存 索引結(jié)點(diǎn)?內(nèi)存索 引結(jié)點(diǎn)文件表用戶文 件描述符表A用戶B用戶C用戶D用戶E用戶F用戶第一種情況第二種情況第三種情況fp圖 1023 對(duì)文件的三種讀 /寫(xiě)方式 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) (2) falloc過(guò)程 。 該過(guò)程的功能是分配文件表項(xiàng) 。 進(jìn)入 falloc過(guò)程后 ， 調(diào)用 ufalloc過(guò)程分配用戶文件描述表項(xiàng) 。 若未分配成功 ， 便返回 NULL； 否則 ， 繼續(xù)從文件表中查找一個(gè)空閑文件表項(xiàng)若找到空閑文件表項(xiàng) ， 便將該項(xiàng)的始址置入用戶文件描述符表項(xiàng)中 。 在設(shè)置文件描述表表項(xiàng)的初始值后便返回(fp)。 若未找到空閑文件表表項(xiàng) ， 則返回 NULL。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 目錄管理 1. 構(gòu)造目錄 2. 刪除目錄 3. 檢索目錄