【正文】 (*namep+*(namep1+slen)+slen+(int)VP) namep：為指向名字字符串的指針 slen： 為名字長度 VP： 為父目錄節(jié)點指針 計算出相應(yīng)的 hash值（ 0~7）。 變長目錄結(jié)構(gòu)增加了算法復(fù)雜性和工作量，通常用在硬件性能較高的大型系統(tǒng)中。 /* 目錄項 i節(jié)點號 */ short d_reclen。 這種定長目錄項在算法實現(xiàn)方面比較簡單，在使用靈活方面都有所不便，并且可能因許多目錄項名字長度不足 14字符面有空間浪費。 584 。 153 。 2 。 目錄也被當(dāng)作文件進(jìn)行處理，一個目錄文件的結(jié)構(gòu)為表狀結(jié)構(gòu)，其中通常包含有若干表項，稱為目錄項，這些目錄項既可以是普通文件的入口，也可以是子目錄的入口。 柱面組信息塊（ cg塊） 柱面組信息塊中存放的是有關(guān)該柱面組的靜態(tài)參數(shù)，它由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) cg來定義： struct cg { 內(nèi)存中柱面組塊的鏈接指針 本柱面組塊中 i節(jié)點表大小 本柱面組塊中數(shù)據(jù)區(qū)大小 最近一次所用塊的位置 最近一次所用片的位置 最近一次所用 i節(jié)點的位置 本柱面組空閑數(shù)據(jù)塊總數(shù) i節(jié)點位示圖 空閑塊位示圖 } 位示圖： 位示圖為一張表，其中的每一個二進(jìn)制位（ bit）的值來表示某一個資源（例如數(shù)據(jù)塊或 i節(jié)點）的狀態(tài)，這樣每檢測一個字節(jié)的值就可以知道八個資源的狀態(tài)；每檢測一個四字節(jié)的整數(shù)的值就可以知道 32個資源的狀態(tài)。 第一級存儲結(jié)構(gòu) 引導(dǎo)塊 超級塊 1號柱面組塊 2號柱面組塊 …… n號柱面組塊 第二級存儲結(jié)構(gòu) 超級塊拷貝塊 柱面組信息塊 i節(jié)點表塊 數(shù)據(jù)區(qū) 超級塊 是由 fs定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存放文件系統(tǒng)的靜態(tài)參數(shù)： struct fs { 內(nèi)存超級塊鏈接指針 超級塊的磁盤地址 柱面組塊的位移量 最近修改時間 文件系統(tǒng)大小 文件系統(tǒng)塊大小 柱面組數(shù) 柱面組大小 片大小 文件系統(tǒng)標(biāo)識數(shù) 文件系統(tǒng)標(biāo)志區(qū) 最近訪問的柱面組號 確定分配算法的參數(shù) } 超級塊拷貝塊： 在每個柱面組塊中存放有一個超級塊拷貝塊，其目的是使系統(tǒng)在超級塊被意外破壞時，能從任何一個柱面組中進(jìn)行恢復(fù)而不致使整個文件系統(tǒng)陷入癱瘓。 引導(dǎo)塊 超級塊 i節(jié)點表塊 數(shù)據(jù)區(qū) 引導(dǎo)塊： boot程序 超級塊： fs結(jié)構(gòu)，存放文件系統(tǒng)的靜態(tài)參數(shù) i 節(jié)點表塊：磁盤 imon表 數(shù)據(jù)區(qū)： 各數(shù)據(jù)塊 ② 、兩級存儲結(jié)構(gòu)型 這種存儲結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)由兩級組成：第一級由超級塊和若干個 柱面組塊 （ cylinder group block）所組成（如果是根文件系統(tǒng)則還包括引導(dǎo)塊）。如下圖所示： inode inode inode inode inode inode inode inode inode 空閑鏈表頭 Hash鏈表頭 hn=0 hn=1 hn=63 NULL 空閑鏈表尾 活動 inode 表的結(jié)構(gòu) 文件系統(tǒng)的存儲結(jié)構(gòu) 在 UNIX系統(tǒng)中，一個物理磁盤通常被劃分成一個或多個邏輯文件系統(tǒng)（簡稱文件系統(tǒng)或子文件系統(tǒng)），每個邏輯文件系統(tǒng)都被當(dāng)作一個由邏輯設(shè)備號標(biāo)識的邏輯設(shè)備。如下圖所示： 鏈 表 頭 空 閑 i 節(jié) 點 1 空 閑 i 節(jié) 點 2 空 閑 i 節(jié) 點 3 空 閑 i 節(jié) 點 n 空閑活動 i節(jié)點鏈表為雙向（非循環(huán)）鏈表，分別由鏈表頭指針和鏈表尾指針指向空閑鏈表的首尾。 直接 0 直接 1 直接 2 直接 11 一次間址 二次間址 三次間址 數(shù)據(jù)塊索引表 一級間址塊 二級間址塊 三級間址塊 數(shù)據(jù)塊 inode表的結(jié)構(gòu) 在內(nèi)存中，活動 i節(jié)點表類似于數(shù)據(jù)緩沖區(qū)高速緩沖中的緩沖池結(jié)構(gòu)。它包含 12項直接索引表目和 3項間接索引表目。每個磁盤 i節(jié)點表項是由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) imon定義的，描述對應(yīng)文件的 靜態(tài)參數(shù) 。 虛構(gòu)文件系統(tǒng)接受來自用戶的操作請求，根據(jù)該操作所訪問的文件是存放在本地機(jī)器上，還是存放在遠(yuǎn)地機(jī)器上而分別把操作交給本地文件系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)；本地文件系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（實際上再傳給遠(yuǎn)地機(jī)器上的本地文件系統(tǒng)）進(jìn)行相應(yīng)的操作后，將結(jié)果返回到虛擬文件系統(tǒng)中再傳回給用戶。 算法 bwrite 輸入：緩沖區(qū) 輸出：無 { 啟動磁盤讀； if（ I/O同步） { sleep（等待“ I/O完成”事件）； 釋放緩沖區(qū)（ brelse）； } else if （緩沖區(qū)標(biāo)記著延遲寫） 為緩沖區(qū)做標(biāo)記以放到空閑緩沖區(qū)鏈表頭部； } 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)高速緩沖的優(yōu)缺點 優(yōu)點： ? 提供了對磁盤塊的統(tǒng)一的存取方法 ? 消除了用戶對用戶緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)的特殊對齊需要 ? 減少了磁盤訪問的次數(shù)，提高了系統(tǒng)的整體 I/O效率 ? 有助于保持文件系統(tǒng)的完整性 缺點： ? 數(shù)據(jù)未及時寫盤而帶來的風(fēng)險 ? 額外的數(shù)據(jù)拷貝過程，大量數(shù)據(jù)傳輸時影響性能 第四章 文件和文件系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 現(xiàn)代 UNIX的文件系統(tǒng)通?？捎扇竽K組成： ①本地文件系統(tǒng)（ UFS） ——User File System ② 網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（ NFS） ——Network File System ③ 虛擬文件系統(tǒng)（ VFS） ——Virtual File System 本地文件系統(tǒng)（ UFS） 是 UNIX系統(tǒng)中的基本文件系統(tǒng)，它通常固定存放在本地機(jī)器的存貯設(shè)備上，任何一種結(jié)構(gòu)形式的文件系統(tǒng)都必然會直接或間接地與某個本地文件系統(tǒng)相聯(lián)系。 預(yù)讀的結(jié)果： 放在緩沖池內(nèi)，以免需要的時候再去啟動磁盤讀數(shù)據(jù)塊。 緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)與某個磁盤數(shù)據(jù)塊一一對應(yīng)，這種對應(yīng)有兩個特點 ： ① 一個磁盤數(shù)據(jù)塊在緩沖池中最多只能有一個副本； ② 緩沖區(qū)與數(shù)據(jù)塊的對應(yīng)是動態(tài)的， LRU數(shù)據(jù)塊將被釋放。如果不空閑，則它只能處在某一個 hash鏈表中。 每一個 hash 鏈表都是一個由鏈表頭指向的 雙向循環(huán)鏈表 ，查找某一個指定 hashno 值的緩沖區(qū)時，也是從相應(yīng)的 hash鏈表的表頭位置開始向表尾方向進(jìn)行查找。這四個空閑鏈表是： 0空閑緩沖區(qū)鏈表 ——存放文件系統(tǒng)超級塊 1空閑緩沖區(qū)鏈表 ——存放通常使用的數(shù)據(jù)塊 2空閑緩沖區(qū)鏈表 ——存放延遲寫、無效數(shù)據(jù)或錯誤內(nèi)容 3空閑緩沖區(qū)鏈表 ——存放沒有對應(yīng)存儲空間的緩沖區(qū)首部 如果某種類型的空閑緩沖區(qū)不夠用時，核心也從其它空閑緩沖區(qū)鏈表中取用空閑緩沖區(qū)。 當(dāng)系統(tǒng)不斷從鏈頭取用空閑緩沖區(qū)，又把使用過的（裝有數(shù)據(jù)的）緩沖區(qū)掛到鏈尾，一個裝有有效數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)就會逐漸向鏈表頭移動。 鏈 表 頭 空 閑 緩 沖 區(qū) 1 空 閑 緩 沖 區(qū) 2 空 閑 緩 沖 區(qū) 3 空 閑 緩 沖 區(qū) n 空閑緩沖區(qū)鏈表操作 ① 取用任意空閑緩沖區(qū) 從空閑緩沖區(qū)鏈表的表頭位置取下一個空閑緩沖區(qū)，后面的空閑緩沖區(qū)依次向前移動。這些數(shù)據(jù)馬上還要使用的可能性最小。 存 儲 區(qū) 因為緩沖區(qū)首部與數(shù)據(jù)存儲區(qū)之間有一一對應(yīng)的關(guān)系，所以通常把兩者統(tǒng)稱為緩沖區(qū)。（抗病毒傳播的重要原因之一） 第三章 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)高速緩沖 硬件緩存（ cache） 由一種高速寄存器（ register）組成，主要解決 CPU與 RAM之間的 速度差 問題。 ②就緒狀態(tài) 此時進(jìn)程基本具備了運行條件，正在等待使用處理機(jī)。 0進(jìn)程 是由機(jī)器上電時“手工”創(chuàng)建的，調(diào)用 fork創(chuàng)建了1進(jìn)程后，成為 對換進(jìn)程（ swap）。 … readfile (buf, number)。核心棧和用戶棧不能交叉使用。 機(jī)器類型 對映像的執(zhí)行也就是一個程序在虛擬機(jī)上動態(tài)執(zhí)行的過程。對其它資源的共享采用的是與之相似的另外幾種方法。 因此只能在用戶打開文件表和活動 inode表之外再建立一個系統(tǒng)打開文件表（ file表）來存放讀寫指針。 因為一個進(jìn)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(jìn)程生存期間應(yīng)保持一讀寫指針。這樣要使用（打開）同一個文件的進(jìn)程不必再到盤上去尋找了，（共享?。? 5．用戶打開文件表（或稱用戶文件描述符表） 在系統(tǒng)中每一個進(jìn)程都有一個描述該進(jìn)程的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) user（類似于描述文件的 i節(jié)點），在 user中有一個數(shù)組， 存放一組指針指向系統(tǒng)打開文件表中該進(jìn)程打開的文件所對應(yīng)的表項。 ? 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。如鏈接數(shù)不為零，則文件（節(jié)點）仍然存在。 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(jìn)程控制 子系統(tǒng) 進(jìn)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(jī)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 核心永遠(yuǎn)是活躍的 普通進(jìn)程具有特定的生命周期（除非人為設(shè)定為無限循環(huán)） read write open close . . . 核心代碼段 A進(jìn)程 B進(jìn)程 open read read write 映射 映射 只是用戶進(jìn)程中的核心態(tài)下運行的代碼段常駐內(nèi)存，而非整個用戶進(jìn)程常駐內(nèi)存。 read write open A 進(jìn)程 B 進(jìn)程 C 進(jìn)程 中斷與例外 ? 中斷（要保存上下文） ： 來自 進(jìn)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。分配和收回存貯區(qū)和索引節(jié)點 5．設(shè)備管理 對 I/O設(shè)備進(jìn)行有控制的存?。ǘ噙M(jìn)程系統(tǒng)的特征） 內(nèi)核提供的服務(wù)的特點： 服務(wù)是透明的 ①文件類型透明 ： 用戶可不關(guān)心是普通文件還是外部設(shè)備，但 要關(guān)心文件類型！ ②文件系統(tǒng)的透明 ： 文件系統(tǒng)類型、存放的物理位置。 cat file3 。 printf(“ copy done\n” )。 機(jī)器類型