UNIX的缓冲区的管理机制
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图5-10 设备buf队列
(3)空设备队列（NODEV队列）
NODEV队列是一个特殊的设备buf队列。当系统需要缓存，但它不与 特定的设备字符块相关联时，将分配到的缓存控制块buf送入NODEV队 列。其队列控制块也是bfreelist，用的指针是b_forw和b_back。
在UNIX中有两种情况将buf送入NODEV队列。 一种是在进程执行一个目标程序的开始阶段，它用缓存存放传向该目 标程序的参数； 另一种情况是用缓存存放文件系统的资源管理块。在系统初启时，所 有空闲缓冲区的buf既在自由buf队列，又在NODEV的设备buf队列中。
资料：朱晓科 p p t：卢毅 演示：辛一雄
1. Unix系统内核结构简介 2. 多种缓冲区管理队列 3. 字符设备缓冲区管理
4. 块设备缓冲区管理
UNIX系统分成四个层次。其中最低层是
硬件。次低层是OS核心。上面第二层是OS与用 户的接口Shell以及编译程序等。最高层是应 用程序。
在Unix系统中，不论是块设备缓冲区管理，
1.多种缓冲区管理队列
系统设置了多种队列对所有缓冲区进行管理， 因为buf记录了与缓冲区有关的各种管理信息，所 以缓冲区管理队列实际上是缓存控制块buf队列。
图5-9
自由buf 队列
(1)自由buf队列
系统把空闲缓冲区的buf组成空闲buf队列，即自由buf队列。这个队列 是双向链结构，队首块为bfreelist，bfreelist和自由buf通过av_forw和 av_back作为双向指针，见图5-9。
(2)设备缓冲区队列
设备缓冲区队列连接所有各类设备使用过的缓冲区，这也是一个双向队列， buf中的b_forw和b_back分别为该队列的前指针和后指针，头部为hbuf，共64个 队列。如图5-10所示。
一个缓冲区被分配用于读、写某个设备的字符块时，其相应的buf就进入该设 备的设备buf队列，并一直保留在该设备buf队列中，除非被移作它用。
时该队列空、或队列的最后一个缓冲区已满，且空闲字符缓冲区队列也空， 该过程无法将字符放入队列中，则返回“ -1 ”。
getcb过程 该过程用于从指定的设备字符缓冲区队列中，取出第一个缓冲区，并将
该队列的可用字符计数减去第一个缓冲区中的字符数，然后返回指向该缓冲 区的指针bp。若该缓冲区已是该队列中惟一的缓冲区，则置队尾指针为空。
还是字符设备缓冲区管理，都采用多缓冲技 术，其目的有两个：一是尽力提高CPU和I/O 设备的并行工作程度；二是力争提高文件系 统信息读写的速度和效率。Unix的块设备共 设立了15个512字节的缓冲区；字符设备共 设立了100个6字节的缓冲区。每类设备设计 了相应的数据结构以及缓冲区自动管理软件。
Home page
(4)设备I/O请求队列
每个块设备有一个设备I/O请求队列，单向连接，头部为iobuf，b_actf 和b_actl分别指向队首和队尾。
Home page
1、空闲字符缓冲区队列
空闲字符缓冲区队列
2、空闲字符缓冲区的分配与回收
在字符设备进行I/O时，内核可利用getcf过程从 空闲字符缓冲区队列中取得一个空闲缓冲区，若 队列空，表明已无空闲缓冲区可提供，便返回； 否则，从队首取得一个空闲缓冲区，并把指向该 缓冲区的指针bp返回给调用者。由于空闲缓冲区 队列属于临界资源，故还须采取互斥访问措施， 在过程开始处，将处理机的优先级提升为6，在 取得空缓冲区之后，再恢复处理机的优先级。
putcb过程 该过程用于将由bp所指向的缓冲区放入指定的设备字符缓冲区队列的
末尾，然后将该队列的可用字符计数加上bp缓冲区中的字符数后返回。
Home page
1、盘块缓冲区及其首部 2、盘块缓冲池结构
缓冲首部
空闲队列 ( 链 ) 及散列队列 Home page
Home page
来自百度文库
3、设备的字符缓冲区队列
getc过程 该过程用于从一个clist结构的队首指针所指示的字符缓冲队列中，取出
为首的字符， 然后修改该队列的可用字符计数和队首指针。当取完一个 缓冲区中的所有字符时，将释 放该缓冲区。该过程的返回值是取出的字符。
putc过程 该过程用于将一个字符C放入设备的指定字符缓冲区队列的末尾。若此
(3)空设备队列（NODEV队列）
NODEV队列是一个特殊的设备buf队列。当系统需要缓存，但它不与 特定的设备字符块相关联时，将分配到的缓存控制块buf送入NODEV队 列。其队列控制块也是bfreelist，用的指针是b_forw和b_back。
在UNIX中有两种情况将buf送入NODEV队列。 一种是在进程执行一个目标程序的开始阶段，它用缓存存放传向该目 标程序的参数； 另一种情况是用缓存存放文件系统的资源管理块。在系统初启时，所 有空闲缓冲区的buf既在自由buf队列，又在NODEV的设备buf队列中。
资料：朱晓科 p p t：卢毅 演示：辛一雄
1. Unix系统内核结构简介 2. 多种缓冲区管理队列 3. 字符设备缓冲区管理
4. 块设备缓冲区管理
UNIX系统分成四个层次。其中最低层是
硬件。次低层是OS核心。上面第二层是OS与用 户的接口Shell以及编译程序等。最高层是应 用程序。
在Unix系统中，不论是块设备缓冲区管理，
1.多种缓冲区管理队列
系统设置了多种队列对所有缓冲区进行管理， 因为buf记录了与缓冲区有关的各种管理信息，所 以缓冲区管理队列实际上是缓存控制块buf队列。
图5-9
自由buf 队列
(1)自由buf队列
系统把空闲缓冲区的buf组成空闲buf队列，即自由buf队列。这个队列 是双向链结构，队首块为bfreelist，bfreelist和自由buf通过av_forw和 av_back作为双向指针，见图5-9。
(2)设备缓冲区队列
设备缓冲区队列连接所有各类设备使用过的缓冲区，这也是一个双向队列， buf中的b_forw和b_back分别为该队列的前指针和后指针，头部为hbuf，共64个 队列。如图5-10所示。
一个缓冲区被分配用于读、写某个设备的字符块时，其相应的buf就进入该设 备的设备buf队列，并一直保留在该设备buf队列中，除非被移作它用。
时该队列空、或队列的最后一个缓冲区已满，且空闲字符缓冲区队列也空， 该过程无法将字符放入队列中，则返回“ -1 ”。
getcb过程 该过程用于从指定的设备字符缓冲区队列中，取出第一个缓冲区，并将
该队列的可用字符计数减去第一个缓冲区中的字符数，然后返回指向该缓冲 区的指针bp。若该缓冲区已是该队列中惟一的缓冲区，则置队尾指针为空。
还是字符设备缓冲区管理，都采用多缓冲技 术，其目的有两个：一是尽力提高CPU和I/O 设备的并行工作程度；二是力争提高文件系 统信息读写的速度和效率。Unix的块设备共 设立了15个512字节的缓冲区；字符设备共 设立了100个6字节的缓冲区。每类设备设计 了相应的数据结构以及缓冲区自动管理软件。
Home page
(4)设备I/O请求队列
每个块设备有一个设备I/O请求队列，单向连接，头部为iobuf，b_actf 和b_actl分别指向队首和队尾。
Home page
1、空闲字符缓冲区队列
空闲字符缓冲区队列
2、空闲字符缓冲区的分配与回收
在字符设备进行I/O时，内核可利用getcf过程从 空闲字符缓冲区队列中取得一个空闲缓冲区，若 队列空，表明已无空闲缓冲区可提供，便返回； 否则，从队首取得一个空闲缓冲区，并把指向该 缓冲区的指针bp返回给调用者。由于空闲缓冲区 队列属于临界资源，故还须采取互斥访问措施， 在过程开始处，将处理机的优先级提升为6，在 取得空缓冲区之后，再恢复处理机的优先级。
putcb过程 该过程用于将由bp所指向的缓冲区放入指定的设备字符缓冲区队列的
末尾，然后将该队列的可用字符计数加上bp缓冲区中的字符数后返回。
Home page
1、盘块缓冲区及其首部 2、盘块缓冲池结构
缓冲首部
空闲队列 ( 链 ) 及散列队列 Home page
Home page
来自百度文库
3、设备的字符缓冲区队列
getc过程 该过程用于从一个clist结构的队首指针所指示的字符缓冲队列中，取出
为首的字符， 然后修改该队列的可用字符计数和队首指针。当取完一个 缓冲区中的所有字符时，将释 放该缓冲区。该过程的返回值是取出的字符。
putc过程 该过程用于将一个字符C放入设备的指定字符缓冲区队列的末尾。若此