【正文】 若未找到空閑文件表表項(xiàng) ， 則返回 NULL。 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(hù)文件描述符表項(xiàng)中 。 該過(guò)程的功能是分配文件表項(xiàng) 。 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。 用戶(hù)文件描述符表項(xiàng)的分配 ， 是由 ufalloc過(guò)程完成的 。 以后 ， 當(dāng)用戶(hù)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) 。 為了方便用戶(hù)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(hù)文件描述符表 。 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) 2) 空閑盤(pán)塊的回收是由 free過(guò)程完成的 。 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 。 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) 。 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 。 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) 。 (2) 檢查 i結(jié)點(diǎn)編號(hào)棧滿否。 (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。 (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。 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。 (8) 超級(jí)塊修改標(biāo)志。 (6) 空閑盤(pán)塊編號(hào)棧的鎖字段。 (4) 空閑磁盤(pán) i結(jié)點(diǎn)號(hào)棧。 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。 (2) 一次間址。 (3) 多次間接尋址。 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。 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(lài)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) 。 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) 一個(gè)磁盤(pán)索引結(jié)點(diǎn)項(xiàng)。 (3) 采用了成組鏈接法管理空閑盤(pán)塊。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 文 件 管 理 UNIX文件系統(tǒng)概述 1. UNIX文件系統(tǒng)的特點(diǎn) (1) 文件系統(tǒng)的組織是分級(jí)樹(shù)形結(jié)構(gòu)。 這里只須設(shè)置延遲寫(xiě)標(biāo)志及數(shù)據(jù)有效標(biāo)志 ， 再調(diào)用 brelse過(guò)程 ， 將該緩沖區(qū)釋放 ， 并鏈入空閑鏈表的尾部 。 進(jìn)入 bawrite過(guò)程后 ， 設(shè)置異步寫(xiě)標(biāo)志 ， 再調(diào)用 bwrite過(guò)程實(shí)現(xiàn)之 。 如是異步寫(xiě) 、且有延遲寫(xiě)標(biāo)志 ， 則在給緩沖區(qū)打上標(biāo)志后 ， 將之放入空閑鏈表的首部 。 如是一般寫(xiě) ， 應(yīng)等待I/O完成 ， 為此 ， 須調(diào)用 sleep過(guò)程使自己睡眠 。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 2. 讀過(guò)程 bread和 breada 1) 一般讀過(guò)程 bread 2) 提前讀過(guò)程 breada 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 3. 寫(xiě)過(guò)程 bwrite、 bawrite和 bdwrite 1) 一般寫(xiě)過(guò)程 bwrite 該過(guò)程的輸入?yún)?shù)是緩沖區(qū)指針 bp。 引入延遲寫(xiě)的目的是為了減少不必要的磁盤(pán)I/O， 因?yàn)橹灰獩](méi)有進(jìn)程申請(qǐng)到此緩沖區(qū) ， 其中的數(shù)據(jù)便不會(huì)被寫(xiě)入磁盤(pán) ， 倘若再有進(jìn)程需要訪問(wèn)其中的數(shù)據(jù)時(shí) ， 便可直接從空閑鏈表中摘下該緩沖區(qū) ， 而不必從磁盤(pán)讀入 。 延遲寫(xiě)方式：該方式并不真正啟動(dòng)磁盤(pán) ， 而只是在緩沖首部設(shè)置延遲寫(xiě)標(biāo)志 ， 然后便釋放該緩沖區(qū) ， 并將之鏈入空閑鏈表的末尾 。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 2) 一般寫(xiě)方式：這是真正把緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)寫(xiě)到磁盤(pán)上 ， 且進(jìn)程須等待寫(xiě)操作完成 ， 由 bwrite過(guò)程完成 。 這樣 ， 當(dāng)以后需要該盤(pán)塊的數(shù)據(jù)時(shí) ， 由于它已在內(nèi)存 ， 故而可縮短讀這塊數(shù)據(jù)的時(shí)間 ， 從而改善了系統(tǒng)性能 。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 磁盤(pán)讀、寫(xiě)程序 1) 在 UNIX系統(tǒng)中有兩種讀方式：一般讀方式：只把盤(pán)塊中的信息讀入緩沖區(qū) ， 由 bread過(guò)程完成 。 僅當(dāng)重試多次都失敗 、且超過(guò)規(guī)定的執(zhí)行時(shí)間時(shí) ， 才設(shè)置出錯(cuò)標(biāo)志 。 若已出錯(cuò) ， 便在控制終端上顯示出錯(cuò)信息 。 該過(guò)程的輸入?yún)?shù)是控制器號(hào) ctl。 而 gdstartegy過(guò)程的主要功能 ， 則是把指定的緩沖首部排在磁盤(pán)控制器 I/O隊(duì)列的末尾 ， 并啟動(dòng)磁盤(pán)控制器 。 進(jìn)入該過(guò)程后 ， 先從磁盤(pán)設(shè)備控制表中找到 I/O隊(duì)列的隊(duì)首指針 ， 若它為 0， 表示 I/O隊(duì)列空 ， 無(wú) I/O緩沖區(qū)可取 ， 于是返回；否則 ， 將控制器表中的忙閑標(biāo)志 bactive置 “ 1”。 若系統(tǒng)中無(wú)指定類(lèi)型的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器 ， 則置相應(yīng)的出錯(cuò)信息后返回 。 進(jìn)入該過(guò)程后 ， 首先檢查系統(tǒng)中是否有由輸入?yún)?shù)dev所指定類(lèi)型的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器 ， 若有 ， 再檢查它是否已被打開(kāi) ， 如果尚未打開(kāi) ， 便將此驅(qū)動(dòng)器打開(kāi) ， 亦即 ， 將該磁盤(pán)控制器表中的標(biāo)志 bflag設(shè)置為 BONCE。 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 內(nèi)核與驅(qū)動(dòng)程序接口 1. 設(shè)備開(kāi)關(guān)表的作用 圖 1015 設(shè)備開(kāi)關(guān)表及系統(tǒng)調(diào)用和驅(qū)動(dòng)程序間的接口 o p e n c l o s e r e a d w r i t e i o c t l字符設(shè) 備開(kāi)關(guān)表o p e nm o u n tc l o s eu n m o u n tr e a d w r i t e塊設(shè)備 開(kāi)關(guān)表高速緩 沖調(diào)用o p e n c l o s e r e a d w r i t e i o c t l驅(qū)動(dòng)程 序設(shè)備中 斷處理程序o p e n c l o s e s t r a t e g y驅(qū)動(dòng)程 序設(shè)備中 斷處理程序中斷向 量 中斷向 量設(shè)備中 斷文件子 系統(tǒng)第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 2. 塊設(shè)備開(kāi)關(guān)表 函數(shù) 表項(xiàng) open close strategy 0 1 gdopen gtopen gdclose gtclose gdstrategy gtstrategy … … … … 圖 1016 塊設(shè)備開(kāi)關(guān)表 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 3. 字符設(shè)備開(kāi)關(guān)表 函數(shù) 表項(xiàng) open close read write Ioctl 0 Conopen Conclose Conrdad Conwrite Conioctl 1 Dzbopen Dzbclose Dzbread Dzbwrite Dzbioctl 2 Syopen nulldev syread sywrite syioctl 圖 1017 字符設(shè)備開(kāi)關(guān)表 第十章 UNIX系統(tǒng)內(nèi)核結(jié)構(gòu) 磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序 1. 打開(kāi)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的過(guò)程 gdopen 在 UNIX系統(tǒng)中 ， 設(shè)備被看作是一種特殊類(lèi)型的文件 ， 因而在使用該文件之前 ， 也須先將它打開(kāi) 。 如果在所釋放的緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)是有效的 ， 為使以后在某進(jìn)程需要它時(shí) ， 也能直接從緩沖區(qū)中讀出而不必啟動(dòng)磁盤(pán)的 I/O操作 ， 可將該緩沖區(qū)鏈入空閑鏈表的末尾；否則