【正文】 統(tǒng)的工作效率 。 50 ? 出自于這些考慮 ， UNIX一方面仍然是讓被釋放緩沖區(qū)所對應(yīng)的緩沖區(qū)控制塊鏈入到空閑緩沖區(qū)隊(duì)列之尾 ， 以便能夠它用 。 另一方面又設(shè)置了一個(gè)新的隊(duì)列：設(shè)備緩沖區(qū)隊(duì)列 ， 即把為某個(gè)設(shè)備服務(wù)的緩沖區(qū)所對應(yīng)的緩沖區(qū)控制塊全都匯集在一起 ， 形成了這個(gè)設(shè)備的設(shè)備緩沖區(qū)隊(duì)列 。 一個(gè)設(shè)備的設(shè)備緩沖區(qū)隊(duì)列由緩沖區(qū)控制塊中的d_forw和 d_back指針進(jìn)行鏈接 ， 前者為前向指針 ，后者為后向指針 。 該隊(duì)列的首 、 尾指針是設(shè)備表中的 d_forw和 d_back。 整個(gè)隊(duì)列如下圖所示 。 51 52 ? 幾點(diǎn)說明： （ 1） 這個(gè)由緩沖區(qū)控制塊構(gòu)成的隊(duì)列是一個(gè)雙向鏈表 ， 它們通過各自的前向指針 b_forw和后向指針 b_back鏈接在一起 ， 形成隊(duì)列 。 （ 2） 當(dāng)一個(gè)緩沖區(qū)被分配給某個(gè)塊設(shè)備做輸入 /輸出用時(shí) ， 它所對應(yīng)的緩沖區(qū)控制塊就從隊(duì)首插入到隊(duì)列里 。 （ 3） 當(dāng)一個(gè)緩沖區(qū)控制塊插入到一個(gè)設(shè)備的設(shè)備緩沖區(qū)隊(duì)列中之后 ， 即便該緩沖區(qū)被釋放 ， 它也仍然在這個(gè)隊(duì)列中排著 。這就是說 ， 在任何時(shí)刻 ， UNIX中的任何一個(gè)緩沖區(qū)控制塊 ，總會(huì)在空閑緩沖區(qū)隊(duì)列 、 設(shè)備緩沖區(qū)隊(duì)列以及設(shè)備輸入 /輸出隊(duì)列這三個(gè)隊(duì)列中的兩個(gè)里排隊(duì) ， 或是在空閑緩沖區(qū)隊(duì)列 、 設(shè)備緩沖區(qū)隊(duì)列里面排著 ， 或是在設(shè)備緩沖區(qū)隊(duì)列 、 設(shè)備輸入 /輸出隊(duì)列里面排著 。 （ 4） 只有當(dāng)一個(gè)緩沖區(qū)的服務(wù)對象改變 （ 比如原來被分配給磁盤 1使用 ， 現(xiàn)在被分配給磁盤 2使用了 ） 時(shí) ， 該緩沖區(qū)所對應(yīng)的緩沖區(qū)控制塊才會(huì)從一個(gè)設(shè)備緩沖區(qū)隊(duì)列上摘下 ， 進(jìn)入到另一個(gè)設(shè)備緩沖區(qū)隊(duì)列中；否則即便緩沖區(qū)被釋放 ， 它仍然保持在原來的設(shè)備緩沖區(qū)隊(duì)列中 。 53 ? 3． 輸入 /輸出請求隊(duì)列 （ 塊設(shè)備 av鏈 )） 當(dāng)用戶對塊設(shè)備提出輸入 /輸出請求時(shí) ， 首先要申請一個(gè)空閑的緩沖區(qū)控制塊 （ 注意：申請到空閑的緩沖區(qū)控制塊 ， 就意味著申請到了存放數(shù)據(jù)的緩沖區(qū) ， 因?yàn)樗鼈兪且灰粚?yīng)的 ） ， 并把這次輸入 /輸出請求具體要完成的任務(wù)填入到緩沖區(qū)控制塊中 （ 數(shù)據(jù)源的地址 、 目的地址 、 傳輸?shù)膫€(gè)數(shù)等等 ） 。 因此 ， UNIX把向主設(shè)備號(hào)相同的設(shè)備提出的 I/O請求所對應(yīng)的緩沖區(qū)控制塊鏈接在一起 ， 形成對這個(gè)設(shè)備的輸入 /輸出請求隊(duì)列 。該隊(duì)列的首指針就是這個(gè)設(shè)備的設(shè)備表里的d_actf， 尾指針是 d_actl。 如下圖所示 。 54 55 ? 對于塊設(shè)備的輸入 /輸出請求隊(duì)列有三點(diǎn)說明：第一 ，它是一個(gè)單鏈表 ， 不像空閑緩沖區(qū)隊(duì)列 ， 那里給出的是一個(gè)雙向鏈表 。 第二 ， 由于一個(gè)緩沖區(qū)控制塊不可能同時(shí)在空閑緩沖區(qū)隊(duì)列和輸入 /輸出請求隊(duì)列 ， 因此 ， 在輸入 /輸出請求隊(duì)列中 ， 就借用緩沖區(qū)控制塊中的 av_forw指針來構(gòu)成單鏈表 （ 這個(gè)指針在空閑緩沖區(qū)隊(duì)列里是前向指針 ） 。 第三 ， UNIX對這個(gè)隊(duì)列采用先進(jìn)先出 （ FIFO） 的管理算法 。 即后到的輸入 /輸出請求所對應(yīng)的緩沖區(qū)控制塊被排在隊(duì)尾 ， 設(shè)備總是為排在隊(duì)首的那個(gè)緩沖區(qū)控制塊中所記錄的請求服務(wù) 。 服務(wù)完一個(gè)后 ， 就把它從隊(duì)首摘下 ， 然后再為下一個(gè)請求服務(wù) 。 56 字符設(shè)備的管理 ? 字符設(shè)備的特點(diǎn)是：工作速度慢；每次傳輸?shù)臄?shù)量雖然不定 ， 但總的來說較少；各種設(shè)備之間的物理差異很大 。 UNIX為它們的輸入 /輸出采用了較為容易管理的字符緩沖技術(shù) 。 ? 字符設(shè)備輸入 /輸出所使用的緩沖池 ， 由一個(gè)個(gè)緩沖區(qū)組成 ， 每個(gè)緩沖區(qū)既含數(shù)據(jù)存放部分又含管理控制部分 ， 這與塊設(shè)備緩沖區(qū)兩者分開的管理辦法不同 。 圖 結(jié)構(gòu)示意 。 57 58 ? 下面對字符緩沖區(qū)中的各項(xiàng)內(nèi)容做一些必要的說明： ? c_next（ 緩沖區(qū)指針 ） —— 這是一個(gè)指向下一個(gè)字符緩沖區(qū)的指針 ， 由它可以形成字符緩沖區(qū)的各種隊(duì)列 。 ? c_first（ 本緩沖區(qū)首字符位置 ） —— 它總是指明當(dāng)前本緩沖區(qū)中存放的第 1個(gè)可用字符所在的位置 。 ? c_last（ 本緩沖區(qū)尾字符位置 ） —— 它總是指明當(dāng)前本緩沖區(qū)中存放的最后一個(gè)可用字符所在的位置 。 ? 在這三個(gè)信息的后面 ， 緊跟著一個(gè) 64字節(jié)大小的緩沖數(shù)據(jù)區(qū) 。 對于字符緩沖區(qū) ， 只有空閑緩沖區(qū)隊(duì)列和設(shè)備的輸入 /輸出隊(duì)列 。 它們分別如下圖 (a)、 (b)所 。 59 60 ? 1． 空閑緩沖區(qū)隊(duì)列 為了形成空閑緩沖區(qū)隊(duì)列 ， UNIX設(shè)置了一個(gè)隊(duì)列首指針 cfreelist， 它總是指向該隊(duì)列的第 1個(gè)空閑緩沖區(qū) ， 在隊(duì)列中的所有緩沖區(qū) ，通過自己的 c_next指向下一個(gè)緩沖區(qū) ， 成為一個(gè)單鏈表 。 最后一個(gè)緩沖區(qū)的 c_next=NULL，表示隊(duì)列末尾 。 UNIX把空閑緩沖區(qū)隊(duì)列視為一個(gè)棧來管理 ， 進(jìn)隊(duì)列和出隊(duì)列都是在隊(duì)首進(jìn)行 。 也就是說 ， 申請一個(gè)字符緩沖區(qū)時(shí) ， 就把該隊(duì)列中的第 1個(gè)緩沖區(qū)摘下分配出去；釋放一個(gè)緩沖區(qū)時(shí) ， 就把它插入到隊(duì)首 。 61 ? 2． 輸入 /輸出請求隊(duì)列 每一個(gè)字符設(shè)備都有自己的設(shè)備表 ，該表中有兩個(gè)指針： c_cf和 c_cl， 前者總是指向該設(shè)備輸入 /輸出請求隊(duì)列之首的那個(gè)緩沖區(qū) ， 后者總是指向該設(shè)備輸入 /輸出請求隊(duì)列之尾的那個(gè)緩沖區(qū) 。 62 對于一個(gè)字符緩沖區(qū) ， c_first是從緩沖區(qū)取字符的指針 ， c_last是往緩沖區(qū)中存字符的指針 。 比如下圖 (a)表示某個(gè)字符設(shè)備的輸入 /輸出請求隊(duì)列初態(tài) 。 可以看出 ， 此時(shí)隊(duì)列中只有一個(gè)緩沖區(qū) ， 該緩沖區(qū)中現(xiàn)在還有 5個(gè)字符 ， c_first指向當(dāng)前的第 1個(gè)字符 “ a” ， c_last指向當(dāng)前的最后一個(gè)字符 “ e” 。如果現(xiàn)在要從緩沖區(qū)中取一個(gè)字符 ， 于是根據(jù)c_first的指點(diǎn) ， 把字符 “ a” 取出 ， 調(diào)整指針 c_first指向字符 “ b” ， 如圖 (b)所示 。 如果這時(shí)需要輸入一個(gè)字符 “ f” ， 因?yàn)楝F(xiàn)在 c_last已經(jīng)指向緩沖區(qū)的最后了 ， 故應(yīng)該申請一個(gè)新的緩沖區(qū) ， 按照指針c_first的指點(diǎn)把字符 “ f” 存入 ， 并鏈入輸入 /輸出隊(duì)列之尾 。 這樣就從圖 (b)變成了圖 (c)。 63 6