總結

Linux 0.11主要包含文件管理和進程管理兩個部分。進程管理包括記憶體管理、進程管理、進程間通信模塊。文件管理包含磁碟文件系統，打開文件記憶體數據。磁碟文件系統包括空閑磁碟塊管理，文件數據塊的管理，文件元數據的管理，樹形結構目錄。打開文件記憶體數據包括文件描述符表、file文件表、inode節點表。

中斷過程

• 每個進程有一個用戶棧和一個進程棧，中斷調用導致用戶棧切換到內核棧，中斷返回導致內核棧切換到用戶棧
  • INT指令中調調用時，用戶態運行狀態被保存到內核棧中
  • IRET指令中斷返回時，恢復用戶態運行狀態信息，包括用戶棧地址信息
• 系統調用基於int 80軟中斷實現，80中斷程式根據系統調用號調用相應的函數，如sys_read、sys_write
• 時間片輪轉進程調度基於時鐘中斷實現，進程時間片用完時，發生時鐘中斷，中斷程式轉而運行調度程式
• 進程調度的實質是運行狀態之間的切換，被選中運行的程式，將被選中進程的運行狀態信息複製到硬體寄存器中，運行被選中程式

記憶體管理

• 分頁記憶體管理包括空閑塊的管理、進程基於頁表管理已分配的物理記憶體；分段記憶體管理通過段表（LDT）管理分段記憶體信息。
• 地址翻譯經過段號：偏移—>線性地址—>物理地址的二次轉換過程，設置好段表（LDTR）和頁表（PTBR)信息後，記憶體管理單元（MMU）自動完成地址翻譯過程。

文件管理

磁碟數據結構

• 磁碟空閑塊的管理，可以通過鏈表、點陣圖、成組鏈接法等。
• 文件數據塊的管理，通過類似頁表的結構維護文件邏輯塊到磁碟物理塊之間的映射
• 磁碟文件的管理，通過inode數組維護所有文件信息，inode記錄對應的文件信息
• 樹形目錄結構，目錄數據文件包含子文件名—>子文件inode號的映射關係，從而形成樹形目錄結構。

打開文件的記憶體數據結構

• inode表，記錄文件的inode數據，用磁碟上文件inode數據基本一致
• file表，記錄打開文件的信息，維護進程對文件的操作狀態，如讀寫偏移
• 文件描述符表，記錄進程打開的文件集合，表項是文件表的下標索引
• fork後父子進程文件描述符表相同；不同進程打開同一文件，具有不同的file數據，即擁有不同的讀寫偏移。

高速緩衝

• 空閑緩衝區的管理，使用空閑鏈表
• 已分配緩衝區的管理，為加快訪問速度，使用哈希表，哈希函數的輸入是設備號和磁碟塊號
• 臟緩衝塊數據的寫盤，緩衝塊需要重新緩存其它磁碟塊的數據時，對於舊的數據，如果具有臟數據（dirt位為1），則寫入磁碟

塊驅動程式

• 通過設備表管理塊設備，表項記錄設備的請求隊列地址，處理請求函數地址。
• 請求隊列維護所有對磁碟的讀寫請求，所有讀寫請求被放到請求隊列中
• 設備中斷處理程式，不斷處理請求隊列中的讀寫請求