IX系统内核结构.ppt

(2) falloc过程 该过程的功能是分配文件表项。进入falloc过程后，调用ufalloc过程分配用户文件描述表项。若未分配成功，便返回NULL； 否则，继续从文件表中查找一个空闲文件表项若找到空闲文件表项，便将该项的始址置入用户文件描述符表项中。在设置文件描述表表项的初始值后便返回(fp)。 若未找到空闲文件表表项， 则返回NULL。 10.6.6 目录管理 1.构造目录 2. 删除目录 3. 检索目录 * 4. 盘块缓冲区的回收 当核心用完某缓冲区时，可调用brelse过程将之收回。此前，可能有些进程因等待使用该缓冲区而睡眠，此时，释放者进程应将睡眠队列的队首进程唤醒。此外，还有可能有进程因空闲链表空而处于等待状态，同样也应将之唤醒。如果在所释放的缓冲区中的数据是有效的，为使以后在某进程需要它时，也能直接从缓冲区中读出而不必启动磁盘的I/O操作，可将该缓冲区链入空闲链表的末尾；否则(缓冲区中数据无效)，应将它链入空闲队列的头部。空闲链表属于临界资源，为了保证对它操作的互斥性，UNIX系统通过提高处理机的运行级对中断加以屏蔽的方法来实现。 10.5.3 内核与驱动程序接口 1. 设备开关表的作用 图 10-15 设备开关表及系统调用和驱动程序间的接口 2. 块设备开关表 图 10-16 块设备开关表 3. 字符设备开关表 图 10-17 字符设备开关表 10.5.4 磁盘驱动程序 在UNIX系统中，设备被看作是一种特殊类型的文件，因而在使用该文件之前，也须先将它打开。gdopen便是用于打开磁盘驱动器的过程，该过程的输入参数是设备号，无输出参数。进入该过程后，首先检查系统中是否有由输入参数dev所指定类型的磁盘驱动器，若有，再检查它是否已被打开，如果尚未打开，便将此驱动器打开，亦即，将该磁盘控制器表中的标志b-flag设置为B-ONCE; 再调用gdtimer过程启动对应的控制器和设备短期时钟闹钟，用于控制磁盘驱动器的执行时间。若系统中无指定类型的磁盘驱动器，则置相应的出错信息后返回。 1. 打开磁盘驱动器的过程gdopen 2. 启动磁盘控制器的过程 该过程的输入参数是控制器号ctl，无输出参数。进入该过程后，先从磁盘设备控制表中找到I/O队列的队首指针，若它为0，表示I/O队列空，无I/O缓冲区可取，于是返回；否则，将控制器表中的忙闲标志b-active置“1”。设置磁盘控制器中的各寄存器，如磁盘地址寄存器、内存总线地址寄存器、控制状态寄存器、字计数器等，最后启动磁盘控制器读(或写)后返回。而gdstartegy过程的主要功能，则是把指定的缓冲首部排在磁盘控制器I/O队列的末尾，并启动磁盘控制器。 3. 磁盘中断处理过程gdintr 当磁盘I/O传送完成并发出中断请求信号时，CPU响应后将通过中断总控程序进入磁盘中断处理过程gdintr。该过程的输入参数是控制器号ctl。进入该过程后，先检查磁盘是否已经启动，若尚未启动，程序便不予理睬即返回；若已启动，则还须先通过对状态寄存器的检查，来了解本次传送是否出错。若已出错，便在控制终端上显示出错信息。由于磁盘的出错率较高，因而并不采取一旦出错便停止传送的策略，而是做好重新执行的准备，然后再传送。仅当重试多次都失败、且超过规定的执行时间时，才设置出错标志。如未出错，则继续传送下一个缓冲区中的数据。 10.5.5 磁盘读、写程序 1) 读方式 在UNIX系统中有两种读方式：一般读方式：只把盘块中的信息读入缓冲区，由bread过程完成。提前读方式：当一个进程要顺序地读一个文件所在的各个盘块时，会预见到所要读的下一个盘块，因而在读出指定盘块(作为当前块)的同时，可要求提前将下一个盘块(提前块)中的信息读入缓冲区。这样，当以后需要该盘块的数据时，由于它已在内存，故而可缩短读这块数据的时间，从而改善了系统性能。提前读功能由breada过程完成。 2) 写方式 一般写方式：这是真正把缓冲区中的数据写到磁盘上，且进程须等待写操作完成，由bwrite过程完成。 异步写方式：进程无须等待写操作完成便可返回，异步写过程是bawrite。 延迟写方式：该方式并不真正启动磁盘，而只是在缓冲首部设置延迟写标志，然后便释放该缓冲区，并将之链入空闲链表的末尾。以后，当有进程申请到该缓冲区时，才将其内容写入磁盘。引入延迟写的目的是为了减少不必要的磁盘I/O，因为只要没有进程申请到此缓冲区，其中的数据便不会被写入磁盘，倘若再有进程需要访问其中的数据时，便可直接从空闲链表中摘下该缓冲