講解Unix內(nèi)核超級塊知識(shí)
我們今天要涉及的知識(shí)是Unix內(nèi)核，所有的Unix內(nèi)核都同宗同源，并且提供相同的API，現(xiàn)代的Unix內(nèi)核存在許多設(shè)計(jì)上的相似之處。今天，我們就來介紹關(guān)于Unix內(nèi)核超級塊的知識(shí)，我們下面就來看看吧！
Unix內(nèi)核超級塊
Unix內(nèi)核超級塊由以下字段組成：
1，文件系統(tǒng)的規(guī)模
2，文件系統(tǒng)中空閑塊的數(shù)目
3，文件系統(tǒng)上可用的空閑塊表
4，空閑塊表中下一個(gè)空閑塊的下標(biāo)
5，索引結(jié)點(diǎn)表的大小
6，文件系統(tǒng)中空閑索引結(jié)點(diǎn)號(hào)表
7，文件系統(tǒng)中空閑索引結(jié)點(diǎn)的數(shù)目
8，空閑索引結(jié)點(diǎn)表中下一個(gè)空閑索引結(jié)點(diǎn)的下標(biāo)
9，空閑塊表的鎖字段和空閑索引結(jié)點(diǎn)表的鎖字段
10，用來標(biāo)識(shí)超級塊已經(jīng)被修改的標(biāo)志
注意：6中提到的空閑索引結(jié)點(diǎn)號(hào)表位于文件系統(tǒng)中，它與內(nèi)存中的空閑索引結(jié)點(diǎn)表不同。
下面介紹Unix內(nèi)核是如何為新的文件分配索引結(jié)點(diǎn)的，前面我們知道Unix內(nèi)核是通過iget算法得到已經(jīng)存在的文件的索引結(jié)點(diǎn)，這里Unix內(nèi)核通過ialloc算法來為新文件分配索引結(jié)點(diǎn)。文件系統(tǒng)包含一個(gè)線性的索引結(jié)點(diǎn)表。
當(dāng)結(jié)點(diǎn)的類型字段為0時(shí)，此索引結(jié)點(diǎn)為空閑，也就是說沒有文件占用此結(jié)點(diǎn)。當(dāng)進(jìn)程創(chuàng)建新文件需要索引結(jié)點(diǎn)時(shí)，如果進(jìn)行線性的搜索而獲得，其代價(jià)過高了。為此，unix在超級塊里包含了一個(gè)數(shù)組，把空閑的索引結(jié)點(diǎn)號(hào)緩沖起來。等到需要的時(shí)候，在此表中取用空閑的號(hào)對應(yīng)的索引結(jié)點(diǎn)，提高了效率。
當(dāng)空閑索引結(jié)點(diǎn)號(hào)表為空時(shí)，此時(shí)緩沖起來的空閑索引結(jié)點(diǎn)被用完，Unix內(nèi)核重新在磁盤上搜索空閑的結(jié)點(diǎn)來填滿空閑索引結(jié)點(diǎn)號(hào)表，搜索完成后內(nèi)核將“銘記”住填滿的空閑索引結(jié)點(diǎn)號(hào)表里最大的元素，以便下次搜索時(shí)即從該號(hào)往后搜索。
當(dāng)Unix內(nèi)核釋放一個(gè)索引結(jié)點(diǎn)（調(diào)用ifree算法），即該索引結(jié)點(diǎn)的所有聯(lián)結(jié)變?yōu)?時(shí)，Unix內(nèi)核把此結(jié)點(diǎn)號(hào)與“銘記”索引結(jié)點(diǎn)號(hào)比較，如果結(jié)點(diǎn)號(hào)小于“銘記”號(hào)，則使“銘記”號(hào)=該結(jié)點(diǎn)號(hào)，這樣做的目的是為了防止遺漏空閑的索引結(jié)點(diǎn)。理論上，這樣做空閑索引結(jié)點(diǎn)號(hào)永遠(yuǎn)都在超級塊的空閑索引結(jié)點(diǎn)號(hào)表里，但例外是有的。
接下來著重討論ialloc算法，當(dāng)超級塊上了鎖，此時(shí)進(jìn)入睡眠（sleep），直到超級塊可用，然后檢查是否有空閑索引結(jié)點(diǎn)號(hào)緩沖著，如果沒有，將Unix內(nèi)核超級塊上鎖，搜索磁盤索引結(jié)點(diǎn)表填充空閑索引結(jié)點(diǎn)號(hào)表，然后為超級塊解鎖。在空閑索引結(jié)點(diǎn)號(hào)表里取得一個(gè)號(hào)，將空閑結(jié)點(diǎn)的數(shù)目減一，然后調(diào)用iget算法，得到索引結(jié)點(diǎn)，并將結(jié)點(diǎn)調(diào)入內(nèi)存完成對它的初始化，然后返回索引結(jié)點(diǎn)。
這樣，我們就對Unix內(nèi)核的知識(shí)基本上介紹的差不多了，如果大家還有問題，那我們會(huì)幫助大家一起來解決的。
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