【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)識符u-ruid。有效用戶標(biāo)識符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)在物理存儲器中的位置。處理機狀態(tài)寄存器。為新進(jìn)程分配一個進(jìn)程表項和進(jìn)程標(biāo)識符。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)。?；蚪K止而發(fā)來軟中斷信號為止。如果在wait調(diào)用前，已有。子進(jìn)程暫停或終止，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，這也會引起調(diào)度。進(jìn)程調(diào)度，在此是采用動態(tài)優(yōu)先數(shù)輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法。級最高)的進(jìn)程。進(jìn)行進(jìn)程上下文的切換，恢復(fù)其運行。級，又可進(jìn)一步把它分為可中斷和不可中斷兩種。對諸如“對換”、“等待磁盤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 ” 狀態(tài)時， 文件需占用三種資源： (1) 一個目錄項。 (2) 一個磁盤索引結(jié)點項。 (3) 若干個盤塊。 當(dāng)文件被引用或 “ 打開 ” 時， (1) 一個內(nèi)存索引結(jié)點項。 (2) (3) 用戶文件描述符表中的一個登記項。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 由于對文件的讀寫管理 ， 必須涉及到上述各種資源 ， 因而使對文件的讀寫管理 ， 又在很大程度上依賴于對這些資源的管理 ， 故可從資源管理觀點上來介紹文件系統(tǒng) 。 這樣 ，對文件的管理就必然包括： ① 對索引結(jié)點的管理； ② 對空閑盤塊的管理； ③ 對目錄文件的管理； ④ 對文件表和描述符表的管理； ⑤ 對文件的使用 。 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) 把文件邏輯塊號轉(zhuǎn)換為物理盤塊號 (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)點的管理 1. 超級塊 (Superblock) (1) (2) 空閑盤塊號棧。 (3) 當(dāng)前空閑盤塊號數(shù)目。 (4) 空閑磁盤 i結(jié)點號棧。 (5) 空閑磁盤 i結(jié)點數(shù)目。 (6) 空閑盤塊編號棧的鎖字段。 (7) 空閑磁盤 i結(jié)點棧的鎖字段。 (8) 超級塊修改標(biāo)志。 (9) 修改時間。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 2. 磁盤索引結(jié)點的分配與回收 1) 分配過程 ialloc (1) 檢查超級塊上鎖否。 (2) 檢索 i結(jié)點?？辗瘛? (3) 從空閑 i結(jié)點編號棧中分配一個 i結(jié)點， 并且加以初始化， 填寫有關(guān)文件的屬性。 (4) 分配內(nèi)存 i結(jié)點。 (5) 將磁盤 i結(jié)點總數(shù)減 1， 并在置超級塊的修改標(biāo)志后返回。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 2) 回收過程 ifree (1) 檢查超級塊上鎖否。 (2) 檢查 i結(jié)點編號棧滿否。 (3) 若 i結(jié)點編號棧未滿， 便將回收的 i結(jié)點的編號進(jìn)棧， 并使當(dāng)前空閑 i結(jié)點數(shù)加 1 (4) 置超級塊修改標(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)點的分配與回收 1) 分配過程 iget 該過程的主要功能 ， 是在打開文件時 ， 為之分配內(nèi)存 i結(jié)點 。 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并有了內(nèi)存 i結(jié)點 ， 此時便只須將該 i結(jié)點中的引用計數(shù)加 1； 如果文件尚未被其他用戶打開 ， 則由 iget過程為該文件分配一個內(nèi)存 i結(jié)點 ， 并調(diào)用 bread過程將其磁盤 i結(jié)點的內(nèi)容拷貝到內(nèi)存 i結(jié)點中 ， 同時進(jìn)行初始化 。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 2) 回收過程 iput 每當(dāng)進(jìn)程要關(guān)閉某文件時 ， 須調(diào)用 iput過程 ， 先對該文件的內(nèi)存 i結(jié)點中的引用計數(shù)做減 1操作 。 若結(jié)果為 0， 便回收該內(nèi)存 i結(jié)點 ， 再對該文件的磁盤 i結(jié)點中的連接計數(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塊和磁盤 i結(jié)點 。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 空閑磁盤空間的管理 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 塊 表圖 1022 空閑盤塊的組織 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 3. 空閑盤塊的分配與回收 1) 空閑盤塊的分配是由 alloc過程完成的 ， 該過程的主要功能 ， 是從空閑盤塊號棧中獲得一空閑盤塊號 。 當(dāng)核心要從文件系統(tǒng)中分配一個盤塊時 ， 首先檢查超級塊中的盤塊號棧是否已經(jīng)上鎖 。 若已鎖上 ， 便調(diào)用 sleep過程睡眠； 否則 ， 將超級塊的空閑盤塊號棧頂?shù)谋P塊號 (如 95號 )分配出去 。 如果所分配的空閑盤塊號是在棧底 (如 109號 )， 由于在該號盤塊中又包含了第二組盤塊的所有盤塊號 (如 21 208等 )， 于是核心在給超級塊上鎖后 ， 應(yīng)先調(diào)用 bread過程將該棧底盤塊號對應(yīng)盤塊中的內(nèi)容讀出 ， 作為新棧的內(nèi)容進(jìn)棧；然后 ， 再將原有棧底所對應(yīng)的盤塊作為空閑盤塊分配出去 (即 109號盤塊 )；最后 ，將超級塊解鎖 ， 喚醒等待超級塊解鎖的進(jìn)程 。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 2) 空閑盤塊的回收是由 free過程完成的 。 在回收空閑盤塊時 ， 首先檢查超級塊中的盤塊號棧是否已經(jīng)上鎖 ， 若已上鎖 ， 便調(diào)用 sleep睡眠；否則 ， 再檢查空閑盤塊號棧是否已滿 。 如果空閑盤塊號棧未滿 ， 可直接將回收盤塊的編號記入空閑盤塊號棧中；若棧已滿 ， 須調(diào)用 betblk過程申請一個緩沖區(qū) ， 將棧中的所有空閑盤塊號復(fù)制到新回收的盤塊中 ，再將新回收盤塊的編號作為新棧的棧底塊號進(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 。 為了方便用戶和簡化系統(tǒng)的處理過程 ， 在 UNIX系統(tǒng) Ⅴ 中 ， 在每個進(jìn)程的 U區(qū)中都設(shè)置了一張用戶文件描述符表 。 核心先對其打開請求做仔細(xì)檢查后 ， 便在該進(jìn)程的用戶文件描述符表中 ， 分配一個空項 ， 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)用戶再訪問該文件時 ， 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 。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) (2) ufalloc過程 。 用戶文件描述符表項的分配 ， 是由 ufalloc過程完成的 。 該過程首先是從用戶文件描述符表中查找一個空項 ， 若找到 ， 便將該表項的序號 fd作為文件描述符寫入進(jìn)程的 U區(qū) ， 然后返回； 否則 ， 置出錯標(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 個內(nèi)存 索引結(jié)點?第 j 個內(nèi)存 索引結(jié)點??第 k 個內(nèi)存 索引結(jié)點?第 l 個內(nèi)存 索引結(jié)點?內(nèi)存索 引結(jié)點文件表用戶文 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 對文件的三種讀 /寫方式 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) (2) falloc過程 。 該過程的功能是分配文件表項 。 進(jìn)入 falloc過程后 ， 調(diào)用 ufalloc過程分配用戶文件描述表項 。 若未分配成功 ， 便返回 NULL； 否則 ， 繼續(xù)從文件表中查找一個空閑文件表項若找到空閑文件表項 ， 便將該項的始址置入用戶文件描述符表項中 。 在設(shè)置文件描述表表項的初始值后便返回(fp)。 若未找到空閑文件表表項 ， 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