【正文】 //在 cache中得到 ? 啟動(dòng)磁盤(pán)讀 (d_actf/d_actl鏈 ) ? sleep(等待讀盤(pán)完成事件 ) ? 中斷 ? 喚醒 ? return(bp) breada(dev,blkno,rablkno) ? 參數(shù)： dev:設(shè)備號(hào)， blkno:讀塊號(hào)， rablkno:預(yù)讀塊號(hào) ? 返回： blk緩沖塊指針 rbp ? 步驟： ? rbp=getblk(dev,blkno) ? if(信息無(wú)效 ) ? 啟動(dòng)設(shè)備讀入 (d_actf/d_actl鏈 ) ? rabp=getblk(dev,rablkno) ? if (B_DONE) //緩沖區(qū)從 b鏈得到 ? brelse(rabp) //入 av鏈 ? else //緩沖區(qū)從 av鏈得到 ? 啟動(dòng)設(shè)備讀入 (d_actf/d_actl鏈 ) //中斷時(shí)入 av鏈 ? iowait(rbp) ? return(rbp) bwrite(bp) ? 參數(shù)： bp：緩沖區(qū)指針 ? 步驟： ? 入設(shè)備 d_act隊(duì)列 (若設(shè)備不忙啟動(dòng)設(shè)備 ) ? if(! B_ASYNC) ? sleep(等待 IO完成事件 ) ? 中斷 ? 喚醒 ? brelse(bp), (bp入 av鏈 ) bdwrite(bp) ? 參數(shù) : bp: 緩沖區(qū)指針 ? 返回 : 無(wú) ? 步驟： ? 標(biāo)記 b_flags =| B_DELWRI | B_DONE ? brelse(bp), (bp入 av鏈 ) bawrite(bp) ? 參數(shù)： bp: 緩沖區(qū)頭指針 ? 返回：無(wú) ? 步驟： ? bpb_flag =| B_ASYNC ? bwrite(bp) ? 中斷 ? 入 av隊(duì)列 輸入輸出進(jìn)程 ? 專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé) IO傳輸?shù)倪M(jìn)程 ? 另外一種 IO模式 —服務(wù)模式 ? C/S Model ? 特點(diǎn) ? 界面清晰 ,方便使用 ? 兩次進(jìn)程切換 ,速度問(wèn)題 RAID技術(shù) ? RAID: ? Redundant Array of Inexpensive Disks ? pared with SLEDs (Single Large Expensive Disks) ? Redundant Array of Independent Disks //獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列 ? Proposed by researchers at UC Berkeley ? David A. Patterson ? Background ? disk access speed increases slowly pared with CPU ? solution: multiple parallel ponent ? Objective ? enhanced performance ? high reliability RAID技術(shù) ? RAID ? RAID is a set of physical disks viewed by the operating system as a single logical drive ? Data are distributed across an array of physical drives ? Redundant disk capacity is used to store parity information, which guarantees data recoverability in case of disk failure ? Hardware RAID vs. Software RAID ? hardware based: special controller ? Windows NT, 2023, UNIX support software RAID ? SCSI RAID vs. IDE RAID ? performance: SCSI outperforms IDE ? price: IDE beats SCSI RAID級(jí)別 ? RAID級(jí)別 : 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)在多個(gè)磁盤(pán)上的存放方法。 ? 常見(jiàn) RAID級(jí)別 : level0, …, level5。 ? RAID分條 (stripping)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式 ?位級(jí)分條 (bitlevel stripping) ?塊級(jí)分條 (blocklevel stripping) ? RAID衡量指標(biāo) ?速 度 : 是否支持多個(gè)訪問(wèn)同時(shí)進(jìn)行 。 ?可靠性 : 是否能夠發(fā)現(xiàn)和改正錯(cuò)誤 。 ?成 本 : 是否有額外的開(kāi)銷(xiāo)和開(kāi)銷(xiāo)的大小 . How to anize data across multiple disks? Industry standards scheme Level0(數(shù)據(jù)分條 ) ? 數(shù)據(jù)分條以塊為單位 , 連續(xù)的數(shù)據(jù)條循環(huán)存放在多個(gè)磁盤(pán)上。 ?訪問(wèn)速度快； ?經(jīng)濟(jì)，空間利用率 100％； ?無(wú)容錯(cuò)能力，可靠性差。 block0 block4 block8 …… Disk1 block1 block5 block9 …… Disk2 block2 block6 block10 …… Disk3 block3 block7 block11 …… Disk4 控 制 器 (4,5) (2,3) 讀請(qǐng)求 寫(xiě)請(qǐng)求 Level1 (鏡像 ,mirroring): ? 數(shù)據(jù)分條以塊為單位 , 采用分布鏡像方式存儲(chǔ) , 即完全相同的數(shù)據(jù)重復(fù)存放在兩個(gè)盤(pán)上。 ?訪問(wèn)速度快 。 讀一個(gè)盤(pán)、寫(xiě)兩個(gè)盤(pán) 。 ?可靠性 (恢復(fù)性 )高 。 ?費(fèi)用高 , 是無(wú)鏡像磁盤(pán)數(shù)的 2倍 , 空間利用率 50％。 block0 block3 block6 …… Disk1 block1 block4 block7 …… Disk2 block2 block5 block8 …… Disk3 控 制 器 (3,4) (8) 讀請(qǐng)求 寫(xiě)請(qǐng)求 block0 block3 block6 …… Disk4 block1 block4 block7 …… Disk5 block2 block5 block8 …… Disk6 Level2 (位級(jí)漢明糾錯(cuò)碼校驗(yàn)與恢復(fù) ): ? 數(shù)據(jù)以位 (bit)為單位分條 , 分布存放在多個(gè)數(shù)據(jù)磁盤(pán)上 , 漢明糾錯(cuò)碼存放在糾錯(cuò)磁盤(pán)上。 bit0 …… Disk1 bit1 …… Disk2 bit2 …… Disk3 控 制 器 (3,4,5) 寫(xiě)請(qǐng)求 bit3 …… Disk4 bit4 …… Disk5 bit5 …… Disk6 bit6 …… Disk7 Level2 (位級(jí)漢明糾錯(cuò)碼校驗(yàn)與恢復(fù) ): ?糾錯(cuò)能力強(qiáng) , 可靠性高 。 ? 發(fā)現(xiàn) 2個(gè)錯(cuò)誤 , 糾正 1個(gè)錯(cuò)誤 . ?需要較多糾錯(cuò)盤(pán)存放漢明糾錯(cuò)碼 , 成本較高 。 ?不能同時(shí)為多個(gè)請(qǐng)求服務(wù) , 速度較慢 : ? 讀操作 : 所有磁盤(pán)同時(shí)訪問(wèn) , 數(shù)據(jù)與錯(cuò)誤校驗(yàn)碼被送到磁盤(pán)陣列控制器 。 ? 寫(xiě)操作 : 必須同時(shí)訪問(wèn)所有數(shù)據(jù)盤(pán)和糾錯(cuò)盤(pán)。 ? 數(shù)據(jù)以位 (bit)為單位分條 , 分布存放在多個(gè)數(shù)據(jù)磁盤(pán)上 。只用一個(gè)冗余磁盤(pán)存放奇偶校驗(yàn)位。 bit0 …… Disk1 bit1 …… Disk2 bit2 …… Disk3 bit3 …… Disk4 奇偶校驗(yàn) …… Disk5 ?有一定容錯(cuò)能力 。 ?存儲(chǔ)代價(jià)較低 。 ?讀寫(xiě)需要訪問(wèn)所有盤(pán) , 多個(gè)讀寫(xiě)不能并行。 控 制 器 (0,1) 等待 (3) 寫(xiě)請(qǐng)求 寫(xiě)請(qǐng)求 Level3 (位級(jí)單個(gè)奇偶校驗(yàn) ) Level4 (塊級(jí)異或校驗(yàn) ): ? 數(shù)據(jù)分條以塊為單位 , 用異或運(yùn)算產(chǎn)生校驗(yàn)信息 , ? 校驗(yàn)信息保存在單獨(dú)的磁盤(pán)上。 block0 block4 block8 …… Disk1 block1 block5 block9 …… Disk2 block2 block6 block10 …… Disk3 block3 block7 block11 …… Disk4 P03 P47 P811 …… Disk5 控 制 器 (5,6) (11) 讀請(qǐng)求 讀請(qǐng)求 Level 4 (Cont.) ? 讀操作不進(jìn)行異或校驗(yàn) , 可以并行 。 ? 寫(xiě)操作要更新異或校驗(yàn)信息 , 都訪問(wèn)校驗(yàn)盤(pán) , 不能并行 。 寫(xiě)操作時(shí)校驗(yàn)信息更新 : P’ 4~7=(block4 xor block4’ )xor p4~7 ? 異或校驗(yàn)信息用于磁盤(pán)發(fā)生故障時(shí)數(shù)據(jù)塊的恢復(fù)。 例如 : 若 block7所在的 Disk4發(fā)生故障 , 要恢復(fù) block7。 b