unix内核学习心得（二）
unix内核学习心得（二） （一）文件的内部表示
四，路径名到索引结点的转换
在后面的系统调用中，如open，对文件的操作用到的参数是文件的路径名。内核是通过一个名为namei的算法寻着路径，找到文件的索引结点。namei算法每次分析一个路径名里的分量，根据名字以及正在搜索的目录，把每个分量转化成索引结点，最终返回输入路径名的索引结点。
五，超级块
超级块由以下字段组成：
1，文件系统的规模
2，文件系统中空闲块的数目
3，文件系统上可用的空闲块表
4，空闲块表中下一个空闲块的下标
5，索引结点表的大小
6，文件系统中空闲索引结点号表
7，文件系统中空闲索引结点的数目
8，空闲索引结点表中下一个空闲索引结点的下标
9，空闲块表的锁字段和空闲索引结点表的锁字段
10，用来标识超级块已经被修改的标志
注意：6中提到的空闲索引结点号表位于文件系统中，它与内存中的空闲索引结点表不同。
下面介绍内核是如何为新的文件分配索引结点的，前面我们知道内核是通过iget算法得到已经存在的文件的索引结点，这里内核通过ialloc算法来为新文件分配索引结点。文件系统包含一个线性的索引结点表。当结点的类型字段为0时，此索引结点为空闲，也就是说没有文件占用此结点。当进程创建新文件需要索引结点时，如果进行线性的搜索而获得，其代价过高了。为此，unix在超级块里包含了一个数组，把空闲的索引结点号缓冲起来。等到需要的时候，在此表中取用空闲的号对应的索引结点，提高了效率。
当空闲索引结点号表为空时，此时缓冲起来的空闲索引结点被用完，内核重新在磁盘上搜索空闲的结点来填满空闲索引结点号表，搜索完成后内核将“铭记”住填满的空闲索引结点号表里最大的元素，以便下次搜索时即从该号往后搜索。当内核释放一个索引结点（调用ifree算法），即该索引结点的所有联结变为0时，内核把此结点号与“铭记”索引结点号比较，如果结点号小于“铭记”号，则使“铭记”号=该结点号，这样做的目的是为了防止遗漏空闲的索引结点。理论上，这样做空闲索引结点号永远都在超级块的空闲索引结点号表里，但例外是有的。
接下来着重讨论ialloc算法，当超级块上了锁，此时进入睡眠（sleep），直到超级块可用，然后检查是否有空闲索引结点号缓冲着，如果没有，将超级块上锁，搜索磁盘索引结点表填充空闲索引结点号表，然后为超级块解锁。在空闲索引结点号表里取得一个号，将空闲结点的数目减一，然后调用iget算法，得到索引结点，并将结点调入内存完成对它的初始化，然后返回索引结点。
六，磁盘块的分配
系统的实用程序mkfs可以生成下图的数组链，每个链是一个磁盘块，块中包含一个数组，分量是空闲的磁盘块号。
在超级块中有一磁盘空闲块表，里面有空闲的磁盘块的编号，与空闲索引结点号表一样是一个单纯的数组，表为下面的各链中的一条：
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=90=86=82=78=74=70=66=62=58=.......=.........
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=200=196=192=188=184=180=176=172=.......=........
====================================================
====================================================
=400=396=392=388=384=380=.........=................
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第2列第一元素的块号为90，里面存的块号为200，而200里是第三列里的第一个元素，里面存的自然是下一列元素的第一个400。当第一列的块分配到86时，才将第一个元素分配出去，同时将下一个链读入超级块里的磁盘空闲块表里。
unix里广泛的是用象空闲索引结点号表和空闲磁盘块号表这样的缓冲机制，提高了系统效率。也是unix实现的主要思想之一。
七，其他文件类型
unix还支持另外两种文件类型：管道文件和特殊文件。
管道又被成为fifo（first in first out，就是队列），数据只能从一端流入，从一端流出。
特殊文件包括块设备特殊文件和字符设备特殊文件。他们都指明了为设备，因此索引结点不引用任何数据，而含有两个称为主与次的设备号。主设备号指出终端或磁盘这样的设备类型，次设备号指出这类设备的装置号。
（未完）
