22.6 执行流程分析慕课视频播放-操作系统-MOOC慕课视频教程-柠檬大学

那最后一部分呢

我们来给大家介绍一下

这个文件系统的执行流程

这里面举了两个例子

第一个例子是关于文件系统怎么启动

第二个呢是看一下

当用户程序发出open操作的时候

我们整个这个执行过程是怎么回事

首先看一下这个文件系统初始化过程

从总控函数kern_init开始

专门增加一个fs_init

这是lab8增加内容

在这里面呢fs_init呢

进一步展开会分成三部分

第一个是虚拟文件系统的初始化

第二个是关于设备初始化

第三个是SFS

就是simple file system的初始化过程

我们再把这个vfs_init呢看一下

它干什么事情第一建一个链表

就是专门针对device的list

使得它可以在后续过程中

管理这些device的fs

第二个呢是设置一个信号量

这是由于很多对共享资源的操作呢

需要信号量来进行保护

那么对于dev_init呢就是device_init呢

它包含了三部分工作

第一个初始化device

disk stdin和stdout

这分别代表了三类不同的设备

再接下来是关于这个

simple file system的一个初始化过程

这最主要完成一个mount

就是加载这个文件系统

那么这三部分进一步细化可以看出来

第一部分是关于这个

dev_list的一个初始化

它主要是初始化一个双向链表

这个双向链表是在我们整个

uCore操作系统里面经常使用的

然后也同样存在一个信号量

来保证对这个list操作一个互斥的保护

第二部分关于device的init

它会分别去调用disk0的device_init

stdin和stdout的device_init

那么这后两部分呢

我们在前面也给大家做了介绍

它怎么完成它的初始化过程

这个disk0的初始化过程

希望大家能够自己去看一下

对于simple file system而言

它的这个mount过程包含两部分

第一部分是vfs_mount

以及具体的一个SFS一个do_mount

那么在这个do_mount里面呢

它会完成把自身SFS

和VFS建立一个连接

然后呢把它的根目录

能够让我们的uCore

操作系统能感知得到

使得接下来的针对这个文件系统的

一个读写操作能够正常执行

那这就是我们文件系统

一个大致初始化过程

这是整个一个初始化一个流程图

接下来我们再看一下

对于一个文件我们要打开它

便于后续的读或者写操作

大致执行什么事情

这是应用程序通常的写法

Open一个file

那么这是一个字符串

代表文件的名字

它可能带一些目录

它位于某一个目录下一个文件

这是一个字符串

那么如果这个open操作

正常地执行结束的话

它会返回一个fd

那么这个fd代表了文件

在这个进程控制块中的

一个文件链表中一个位置

从而可以根据这个位置

能访问更具体的file信息

那么当我们应用程序

执行open操作之后呢

它会进一步调系统调用 sys_open

然后呢发出sys_call 这个系统调用

sys_open这么一个信息

然后让我们操作系统做进一步处理

这是第一部分工作

我们操作系统

在接受到这个操作之后呢

它会通过进一步sys_open呢来往下处理

那么可以看出来

它会把文件名的字符串一步步往下传

然后到这儿那么它会分配一个

Fd_array中的一个项给它

那么这个index

就是我们最终要访问那个fd

但是需要注意是

这里面fd所对应那个file

它里面inode信息还没有

所以我们进一步要把文件名

所实际对应的inode信息给建立起来

这就需要我们进一步去处理

做vfs_open操作

但是我们知道 vfs_open呢

它只是一个壳

它需要去找到具体文件系统

做进一步打开操作

有两方面第一方面是要有一个

查找文件名和inode对应信息

一旦找到之后会把inode信息

给加载到内存中来

成为我们操作系统能够进一步去访问的

一个很重要一个关键数据结构

那么lookup干什么

vfs_lookup会进一步调什么呢

大家想一想

我们说这个lookup就要查找一个文件名

包含了目录也包含文件名本身

这么一个字符串

把所对应的inode是什么

我们需要进一步去看一下

前面的vfs_lookup最终会调到SFS

就simple file system的lookup

这里面它会根据path

就我们刚才说的文件名信息

来一步步的递归地查找

一个文件它所对应的inode是多少

因为它首先要查找到

这个文件所在的目录

假设我们这里面只有一级目录

那会把这个目录所对应的inode找着

然后查找这个inode里面

所对应的目录项

看目录项里面的文件名

是否和path里面的最终文件名是一致的

如果是一致的

也意味着找着了这个文件

它会把inode对应文件名给取出来

然后进一步去load inode

从而可以把inode的信息

从硬盘加载到我们内存中来

你看这里面 sfs_load_inode

会进一步调sfs_rbuf 就是read buffer

而这一个会进一步device的I/O

最终会访问到IDE的read sector

这个操作是我们硬盘驱动的一个函数

从而把所需要的信息

一层一层再返回到我们应用态

那这就是整个open操作的执行过程

好那我们把lab8的文件系统呢

给大家做了一个讲解

可以看着这里面涉及的层次很多

数据结构很多调用关系很复杂

但是相对而言它整个调用关系

是一个串行的一个调用关系

而包含数据结构的依赖关系呢

也是相对来说比较直观

从上层到底层

底层又返回来引用上层

那这个过程呢虽然数据量比较大

但是大家通过阅读代码调试

和具体执行我相信能够很好地掌握

关于文件系统这一块的内容

一旦完成了文件系统这一块内容呢

我们可以让我们的uCore OS

可以很好访问文件系统中

存在那些文件

去执行或者读写操作

完成了lab8之后呢

我想大家应该有一定的收获

可以对操作系统有更深入的理解

同时我们也提供了进一步labx

这个labx是希望大家在常规练习之后

去做一些更有挑战一些练习

我们称之为challenge练习

我们在uCoreLab中也给大家列出了

一系列的challenge练习

如果大家对操作系统有兴趣

那我们欢迎大家去迎接新的挑战

好谢谢大家

操作系统课程列表：

第零讲在线教学环境准备

-0.1 Piazza讨论区

--piazza访问和使用

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-0.2 在线实验平台

-0.2在线实验平台

第一讲操作系统概述

-1.1 课程概述

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-第一讲操作系统概述--练习

-1.2 教学安排

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-1.3 什么是操作系统

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-1.4 为什么学习操作系统，如何学习操作系统

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-1.5 操作系统实例

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-1.6 操作系统的演变

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-1.7 操作系统结构

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第二讲实验零操作系统实验环境准备

-2.1 前言和国内外现状

-2.2 OS实验目标

-2.3 8个OS实验概述

-2.4 实验环境搭建

-2.5 x86-32硬件介绍

-2.6 ucore部分编程技巧

-2.7 演示实验操作过程

--Q6

--Q7

--Q10

第三讲启动、中断、异常和系统调用

-3.1 BIOS

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-3.2 系统启动流程

--3.2 系统启动流程

-3.3 中断、异常和系统调用比较

--3.3 中断、异常和系统调用比较

-第三讲启动、中断、异常和系统调用--3.3 中断、异常和系统调用比较

-3.4 系统调用

--3.4 系统调用

-第三讲启动、中断、异常和系统调用--3.4 系统调用

-3.5 系统调用示例

--3.5 系统调用示例

-3.6 ucore+系统调用代码

--3.6 ucore+系统调用代码

第四讲实验一 bootloader启动ucore os

-4.1 启动顺序

-4.2 C函数调用的实现

-4.3 GCC内联汇编

-4.4 x86中断处理过程

-4.5 练习一

-4.6 练习二

-4.7 练习三

-4.8 练习四练习五

-4.9 练习六

第五讲物理内存管理: 连续内存分配

-5.1 计算机体系结构和内存层次

-5.2 地址空间和地址生成

-5.3 连续内存分配

-5.4 碎片整理

-5.5 伙伴系统

-第五讲物理内存管理: 连续内存分配--5.6 练习

第六讲物理内存管理: 非连续内存分配

-6.1 非连续内存分配的需求背景

-6.2 段式存储管理

-6.3 页式存储管理

-6.4 页表概述

-6.5 快表和多级页表

-6.6 反置页表

-6.7 段页式存储管理

-第六讲物理内存管理: 非连续内存分配--6.8 练习

第七讲实验二物理内存管理

-7.1 了解x86保护模式中的特权级

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-第七讲实验二物理内存管理--7.1 了解x86保护模式中的特权级

-7.2 了解特权级切换过程

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-7.3 了解段/页表

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-7.4 了解UCORE建立段/页表

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-第七讲实验二物理内存管理--7.4 了解UCORE建立段/页表

-7.5 演示lab2实验环节

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第八讲虚拟存储概念

-8.1 虚拟存储的需求背景

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-8.3 局部性原理

-8.4 虚拟存储概念

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第九讲页面置换算法

-9.1 页面置换算法的概念

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-第九讲页面置换算法--9.2 最优算法、先进先出算法和最近最久未使用算法

-9.3 时钟置换算法和最不常用算法

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-9.4 Belady现象和局部置换算法比较

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第十讲实验三虚拟内存管理

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-10.5 页换入换出机制

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第十一讲进程和线程

-11.1 进程的概念

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-第十一讲进程和线程--11.1 进程的概念

-11.2 进程控制块

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-第十一讲进程和线程--11.2 进程控制块

-11.3 进程状态

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-11.4 三状态进程模型

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-11.6 线程的概念

--11.6 线程的概念

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--11.7 用户线程

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-11.8 内核线程

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第十二讲进程控制

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-12.4 进程等待与退出

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第十三讲实验四内核线程管理

-13.1 总体介绍

-13.2 关键数据结构

-13.3 执行流程

-13.4 实际操作

第十四讲实验五用户进程管理

-14.1 总体介绍

--14.1 总体介绍

-14.2 进程的内存布局

--14.2 进程的内存布局

-14.3 执行ELF格式的二进制代码-do_execve的实现

--14.3 执行ELF格式的二进制代码-do_execve的实现

-14.4 执行ELF格式的二进制代码-load_icode的实现

--14.4 执行ELF格式的二进制代码-load_icode的实现

-14.5 进程复制

--14.5 进程复制

-14.6 内存管理的copy-on-write机制

--14.6 内存管理的copy-on-write机制

第十五讲处理机调度

-15.1 处理机调度概念

--15.1 处理机调度概念

-第十五讲处理机调度--15.1 处理机调度概念

-15.2 调度准则

--15.2 调度准则

-15.3 先来先服务、短进程优先和最高响应比优先调度算法

--15.3 先来先服务、短进程优先和最高响应比优先调度算法

-第十五讲处理机调度--15.3 先来先服务、短进程优先和最高响应比优先调度算法

-15.4 时间片轮转、多级反馈队列、公平共享调度算法和ucore调度框架

--15.4 时间片轮转、多级反馈队列、公平共享调度算法和ucore调度框架

-第十五讲处理机调度--15.4 时间片轮转、多级反馈队列、公平共享调度算法和uc

-15.5 实时调度和多处理器调度

--15.5 实时调度和多处理器调度

-第十五讲处理机调度--15.5 实时调度和多处理器调度

-15.6 优先级反置

--15.6 优先级反置

-第十五讲处理机调度--15.6 优先级反置

第十六讲实验六调度器

-16.1 总体介绍和调度过程

-16.2 调度算法支撑框架

-16.3 时间片轮转调度算法

-16.4 Stride调度算法

第十七讲同步互斥

-17.1 背景

--17.1 背景

-17.2 现实生活中的同步问题

--17.2 现实生活中的同步问题

-第十七讲同步互斥--17.2 现实生活中的同步问题

-17.3 临界区和禁用硬件中断同步方法

--17.3 临界区和禁用硬件中断同步方法

-第十七讲同步互斥--17.3 临界区和禁用硬件中断同步方法

-17.4 基于软件的同步方法

--17.4 基于软件的同步方法

-第十七讲同步互斥--17.4 基于软件的同步方法

-17.5 高级抽象的同步方法

--17.5 高级抽象的同步方法

-第十七讲同步互斥--17.5 高级抽象的同步方法

第十八讲信号量与管程

-18.1 信号量

--18.1 信号量

-第十八讲信号量与管程--18.1 信号量

-18.2 信号量使用

--18.2 信号量使用

-第十八讲信号量与管程--18.2 信号量使用

-18.3 管程

--18.3 管程

-第十八讲信号量与管程--18.3 管程

-18.4 哲学家就餐问题

--18.4 哲学家就餐问题

-18.5 读者-写者问题

--18.5 读者-写者问题

第十九讲实验七同步互斥

-19.1 总体介绍

--19.1 总体介绍

-19.2 底层支撑

--19.2 底层支撑

-第十九讲实验七同步互斥--19.2 底层支撑

-19.3 信号量设计实现

--19.3 信号量设计实现

-第十九讲实验七同步互斥--19.3 信号量设计实现

-19.4 管程和条件变量设计实现

--19.4 管程和条件变量设计实现

-第十九讲实验七同步互斥--19.4 管程和条件变量设计实现

-19.5 哲学家就餐问题

--19.5 哲学家就餐问题

第二十讲死锁和进程通信

-20.1 死锁概念

--20.1 死锁概念

-第二十讲死锁和进程通信--20.1 死锁概念

-20.2 死锁处理方法

--20.2 死锁处理方法

-第二十讲死锁和进程通信--20.2 死锁处理方法

-20.3 银行家算法

--20.3 银行家算法

-第二十讲死锁和进程通信--20.3 银行家算法

-20.4 死锁检测

--20.4 死锁检测

-第二十讲死锁和进程通信--20.4 死锁检测

-20.5 进程通信概念

--20.5 进程通信概念

-第二十讲死锁和进程通信--20.5 进程通信概念

-20.6 信号和管道

--20.6 信号和管道

-第二十讲死锁和进程通信--20.6 信号和管道

-20.7 消息队列和共享内存

--20.7 消息队列和共享内存

-第二十讲死锁和进程通信--20.7 消息队列和共享内存

第二十一讲文件系统

-21.1 文件系统和文件

--21.1 文件系统和文件

-第二十一讲文件系统--21.1 文件系统和文件

-21.2 文件描述符

--21.2 文件描述符

-第二十一讲文件系统--21.2 文件描述符

-21.3 目录、文件别名和文件系统种类

--21.3 目录、文件别名和文件系统种类

-第二十一讲文件系统--21.3 目录、文件别名和文件系统种类

-21.4 虚拟文件系统

--21.4 虚拟文件系统

-第二十一讲文件系统--21.4 虚拟文件系统

-21.5 文件缓存和打开文件

--21.5 文件缓存和打开文件

-第二十一讲文件系统--21.5 文件缓存和打开文件

-21.6 文件分配

--21.6 文件分配

-第二十一讲文件系统--21.6 文件分配

-21.7 空闲空间管理和冗余磁盘阵列RAID

--21.7 空闲空间管理和冗余磁盘阵列RAID

-第二十一讲文件系统--21.7 空闲空间管理和冗余磁盘阵列RAID

第二十二讲实验八文件系统

-22.1 总体介绍

--22.1 总体介绍

-第二十二讲实验八文件系统--22.1 总体介绍

-22.2 ucore 文件系统架构

--22.2 ucore 文件系统架构

-第二十二讲实验八文件系统--22.2 ucore 文件系统架构

-22.3 Simple File System分析

--22.3 Simple File System分析

-第二十二讲实验八文件系统--22.3 Simple File System分析

-22.4 Virtual File System分析

--22.4 Virtual File System分析

-第二十二讲实验八文件系统--22.4 Virtual File System分

-22.5 I/O设备接口分析

--22.5 I/O设备接口分析

-第二十二讲实验八文件系统--22.5 I/O设备接口分析

-22.6 执行流程分析

--22.6 执行流程分析

第二十三讲 I/O子系统

-23.1 I/O特点

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-第二十三讲 I/O子系统--23.1 I/O特点

-23.2 I/O结构

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-第二十三讲 I/O子系统--23.2 I/O结构

-23.3 I/O数据传输

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-第二十三讲 I/O子系统--23.3 I/O数据传输

-23.4 磁盘调度

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-第二十三讲 I/O子系统--23.4 磁盘调度

-23.5 磁盘缓存

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-第二十三讲 I/O子系统--23.5 磁盘缓存

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22.6 执行流程分析在线视频