空闲字符缓冲区的分配与回收-郑州工业应用技术学院信息工程学院.ppt

　　2．块设备开关表 　　图10-16 示出了块设备开关表，其中，第一行为0号设备的开关，它包括三个表项，其中gdopen是0号设备专用的打开函数的入口地址，该函数用于打开指定的磁盘驱动器； gdclose是0号设备专用的关闭函数的入口地址，该函数用于关闭指定的磁盘驱动器； gdstrategy是策略函数的入口地址，该函数用于在数据缓冲区与块设备之间传输数据。块设备开关表的第二行是1号块设备的开关。 图10-16　块设备开关表 　　3．字符设备开关表 　　图10-17示出了字符设备开关表。表中共有三行，表明共有三类字符设备驱动程序。每个驱动程序含有下述五个函数的入口地址： 　　(1) 打开特定字符设备的函数open。 　　(2) 关闭特定字符设备的函数close。 　　(3) 读特定字符设备的函数read。 　　(4) 写特定字符设备的函数write。 　　(5) 预置该设备参数的函数及读取该设备预置参数的函数等的入口地址。 图10-17　字符设备开关表 10.5.4　磁盘驱动程序 　　1．打开磁盘驱动器的过程gdopen 　　在UNIX系统中，设备被看做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。 　　2．启动磁盘控制器的过程gdstart 　　在进行磁盘的读、写之前，应首先装配磁盘控制器中的各个寄存器，然后再启动磁盘控制器。这些功能是由gdstart过程完成的。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。输入参数是指向缓冲首部的指针bp，无输出参数。进入该过程后，先检查磁盘控制器队列是否空，若空，使把缓冲首部的始址赋予I/O队列的队首指针；否则，便将该缓冲首部放在I/O队列的末尾。再判别磁盘设备是否忙，若不忙，便调用gdstart过程启动磁盘控制器，以传输I/O队列中第一个缓冲区中的数据；否则返回。 　　一个进程的每一页对应一个磁盘描述表项，如图10-9(b)所示。它描述了每一个虚页的磁盘拷贝。其中，包括对换设备号、设备块号和存储器类型。当一个虚页的拷贝在可执行文件的盘块中时，此时在盘块描述表中的存储器类型为File，设备块号是文件的逻辑块号。若虚页的内容已经拷贝到对换设备上，则此时的存储器类型应为Disk。对换设备号和设备块号则用于指示该虚页的拷贝所驻留的逻辑对换设备和相应的盘块号。 图10-9　页表项和磁盘描述表项 　　2．页框数据表和对换使用表 　　1) 页框数据表 　　每个页框数据表项描述了内存的一个物理页。每个表项包括有下列各项： 　　·页状态：指示该页的拷贝是在对换设备上，还是在可执行文件中。 　　·内存引用计数：指出引用该页面的进程数目。 　　·逻辑设备：指含有此拷贝的逻辑设备，它可以是对换设备，也可以是文件系统。 　　·块号：当逻辑设备为对换设备时，这是盘块号；而当逻辑设备为文件系统时，这是指文件的逻辑块号。 　　·指针1：指向空闲页链表中的下一个页框数据表的指针。 　　·指针2：指向散列队列中下一个页框数据表的指针。 　　系统初启时，核心将所有的页框数据表项链接为一个空闲页链表，形成空闲页缓冲池。 为给一个区分配一个物理页，核心从空闲页链表之首摘下一个空闲页表项，修改其对换设备号和块号后，将它放到相应的散列队列中。图10-10示出了页框数据表项的若干散列队列。 图10-10　页框数据表项及其散列队列 　　2) 对换使用表 　　对换设备上的每一页都占有对换使用表的一个表项，表项中含有一个引用计数，其数值表示有多少页表项指向该页。图10-11示出了页表项、磁盘块描述项、页面数据表项和对换使用表项四者间的关系。例如，一个进程的虚地址为1493 K，由页表项可得知其物理页号为794，其拷贝在对换设备1的2743号盘块上。物理页794有一对应的页面数据