實(shí)例分析：linux操作系統(tǒng)-在線瀏覽
2025-07-18 07:10本頁面
【正文】 L (b ) L i n u x 的消息隊(duì)列結(jié)構(gòu) 圖 86 Linux的消息及消息隊(duì)列結(jié)構(gòu) 2． “ 消息隊(duì)列 ” 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ? Linux消息隊(duì)列是 struct msqid_ds型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 Linux是通過“消息隊(duì)列表”來管理所有消息隊(duì)列的。這意味系統(tǒng)向每個(gè)進(jìn)程提供的虛存空間，最多可以高達(dá) 232 字節(jié) = 4GB。 進(jìn)程 A 的 用戶空間 ( 3G B) 進(jìn)程 B 的 用戶空間 ( 3G B) 進(jìn)程 N 的 用戶空間 ( 3G B) 共享的系統(tǒng)空間 ( 1G B) 4GB 的 虛擬空間 ? 圖 88 Linux的虛擬地址空間結(jié)構(gòu) 2．多級頁表的地址轉(zhuǎn)換 ? Linux在對虛擬地址空間進(jìn)行分頁時(shí)，采用兩級頁表的機(jī)制：先是對虛擬地址空間進(jìn)行分頁，形成頁表；再對頁表進(jìn)行分頁，形成頁表的頁表。這種 “ 頁表的頁表 ” ，被稱為頁表索引。因此，Linux還可以提供三級頁表式的分頁式結(jié)構(gòu)。為了對它們加以管理，定義了 vm_area_struct型及mm_struct型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 ? 進(jìn)程的每個(gè) VMA，都代表著它的虛擬地址空間中的一個(gè)連續(xù)區(qū)間。 2．管理 VMA的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) mm_struct ? 一個(gè)進(jìn)程所有的 VMA，都由 mm_struct來管理。 為了記錄內(nèi)存各塊的使用情況， Linux設(shè)置了位示圖 bitmap，但是， Linux并不是用bitmap來進(jìn)行存儲分配和釋放的，而是通過所謂的“空閑區(qū)隊(duì)列表”： free_area。 Linux是采用所謂的“伙伴（ Buddy）”算法，來進(jìn)行內(nèi)存區(qū)的分配和釋放的。 C: 6 4 K B 1 MB A: 1 2 8 K B 1 2 8 K B 2 5 6 K B 5 1 2 K B A: 1 2 8 K B 1 2 8 K B 5 1 2 K B B: 2 5 6 K B A: 1 2 8 K B 5 1 2 K B B: 2 5 6 K B 6 4 K B C: 6 4 K B A: 1 2 8 K B B: 2 5 6 K B 6 4 K B D: 2 5 6 K B 2 5 6 K B C: 6 4 K B A: 1 2 8 K B 2 5 6 K B 6 4 K B D: 2 5 6 K B 2 5 6 K B C: 6 4 K B 1 2 8 K B 6 4 K B D: 2 5 6 K B 2 5 6 K B C: 6 4 K B E: 1 2 8 K B 6 4 K B D: 2 5 6 K B 2 5 6 K B E: 1 2 8 K B 1 2 8 K B D: 2 5 6 K B 2 5 6 K B 5 1 2 K B D: 2 5 6 K B 2 5 6 K B 1 MB (a): (b ): (c): (d ): (e): (f ): (g ): (h ): (i ): (j ): (k ): 2 5 6 K B 2 5 6 K B 2 5 6 K B 圖 813 “ 伙伴”算法的實(shí)施過程 Linux的文件管理 Linux文件系統(tǒng)的構(gòu)成 所謂虛擬文件系統(tǒng)，就是基于多種不同的文件系統(tǒng)， Linux通過軟件的方法，隱去它們各自的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，抽象出一組標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)文件操作的系統(tǒng)調(diào)用。 虛擬文件系統(tǒng)特點(diǎn) 有了虛擬文件系統(tǒng)之后， Linux就可以支持多種不同的文件系統(tǒng)了。 用戶程序 ( 進(jìn)程 ) L i n u x 的虛擬文件系統(tǒng)： V F S MSD O S E x t 2 Mi n i x V F S 提供的 系統(tǒng)調(diào)用界面 用戶空間 系統(tǒng)空間 ?? 圖 814 Linux的 VFS與各文件系統(tǒng)之間的關(guān)系 Ext2對磁盤的組織 1． Ext2的文件類型 按照文件所含的內(nèi)容， Ext2把文件分成以下3類。 （ 2）一個(gè)文件卷上可能有多個(gè)塊組。 索引節(jié)點(diǎn)位圖 超級塊 組描述符 盤塊位圖 索引節(jié)點(diǎn)表 數(shù)據(jù)區(qū) 引導(dǎo)塊 塊組 0 塊組 i ?? ?? 塊組 n 塊組 i 的放大 1 塊 k 塊 1 塊 1 塊 m 塊 n 塊 圖 816 Ext2塊組的組織結(jié)構(gòu) 2． Ext2對磁盤的組織 （ 1）數(shù)據(jù)區(qū) （ 2）索引節(jié)點(diǎn)表 （ 3）索引節(jié)點(diǎn)位圖 （ 4）盤塊位圖 （ 5）組描述符 （ 6）超級塊 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 索引節(jié)點(diǎn)表 …… 一個(gè)索引節(jié)點(diǎn) 一個(gè)索引節(jié)點(diǎn) 一個(gè)索引節(jié)點(diǎn) 16 個(gè) 索引節(jié)點(diǎn) 空閑索引節(jié)點(diǎn) 已用索引節(jié)點(diǎn) 索引節(jié)點(diǎn)位圖 圖例： 圖 817 Ext2索引節(jié)點(diǎn)位圖與索引節(jié)點(diǎn)表的關(guān)系 Ext2文件的物理結(jié)構(gòu) 在把文件存儲到磁盤上時(shí)， Ext2采用的是索引式結(jié)構(gòu)，即通過該文件 inode節(jié)點(diǎn)里的數(shù)組i_block[ ]，建立起文件的邏輯塊號與相應(yīng)物理塊號之間的對應(yīng)關(guān)系，形成文件存儲的索引
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