Les tables du SGF. Hiérarchie des mémoires. Les blocs. Structure du SGF

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1 Hiérarchie des mémoires Les tables du SGF Le noyau gère : La table des i-nœuds utilisés La table des i-nœuds libres La table des fichiers ouverts Les tables des descripteurs de fichiers utilisateurs Chaque table des descripteurs de fichiers utilisateurs est associé à un processus Le SE assure la correspondance entre mémoire physique (matériel) et représentation logique (utilisateur) fichier logique = i-nœud = entête + contenu Sylvain Chevallier S Administration système 2 / 22 Sylvain Chevallier S Administration système 3 / 22 Les blocs Structure du SGF La conversion des adresses logique (SGF) en adresses physiques (disque) est faite par le contrôleur du disque. Le bloc (multiple de 512 octets) est l unité atomique utilisée par le SGF. La lecture sur le disque se fait par bloc. Le temps de lecture/écriture d un bloc est négligeable devant le temps d accès au bloc pour un disque Un SGF est structuré en : Bloc boot utilisé pour démarrer la machine Super bloc méta-données du SGF Liste des i-nœuds méta-information des fichiers Bloc de données blocs libres et utilisés La taille de bloc choisi pendant le formatage du SGF permet d ajuster le compromis vitesse d accès/espace perdu sur le disque. Sylvain Chevallier S Administration système 4 / 22 Sylvain Chevallier S Administration système 5 / 22

2 Super bloc I-nœud la taille du système de fichiers, le nombre de blocs libres, une liste des blocs libres, l indice du premier bloc libre dans la liste des blocs libres, la taille de la liste des i-nœuds, le nombre de i-nœuds libres, une liste des i-nœuds libres, l indice du premier i-nœud libre dans la liste des i-nœuds libres, des champs de verrous pour l accès aux listes d i-nœuds et de blocs libres, un drapeau indiquant si le super bloc a été modifié. Structure importante : dupliquée, verrouillée et chargée en mémoire. l i-nœud ne spécifie pas l emplacement du fichier Plusieurs liens peuvent référencer un même i-nœud Sylvain Chevallier S Administration système 6 / 22 Sylvain Chevallier S Administration système 7 / 22 Blocs de données Dossiers Fichier correspond à une liste de blocs Allocation non-contigüe, répartie aléatoirement Les blocs sont référencés par : Liste chaînée Table d index Un dossier est constitué : Une liste de numéro d i-nœuds Une liste de noms de fichiers associés En Unix Système V : nom = 14 caractères maximum numéro d i-nœud codé sur 2 octets Avant VFAT sur windows : nom = 8.3 caractères numéro d i-nœud codé sur 2 octets Sylvain Chevallier S Administration système 8 / 22 Sylvain Chevallier S Administration système 9 / 22

3 Fast File System Ext2 Pour minimiser les mouvements de la tête de lecture, BSD propose le FFS Duplication du super bloc sécurité Des blocs plus gros (4K à 8K) performance Blocs divisés en fragments gestion des petits fichiers Suppression de la triple indirection Adressage par simple indirection 2 Mo Adressage par double indirection 4 Go Bitmap : bit à 1 si alloué, 0 sinon. Bitmap blocs : bloc libres Bitmap i-nœuds : i-nœuds libres Sylvain Chevallier S Administration système 11 / 22 Sylvain Chevallier S Administration système 12 / 22 Mémoire cache Ils sont situés dans /dev et crée par mknod $ mknod /dev/ttyc c 12 4 Majeur Type de périphérique Mineur Information supplémentaires Mode bloc Gestion avec une mémoire cache (disques) Mode caractère Gestion direct, sans buffer (clavier, imprimante) Quelques exemples : /dev/mem /dev/swap /dev/kmem /dev/tty /dev/null /dev/pty /dev/sda2 /dev/cdrom Sylvain Chevallier S Administration système 14 / 22 Sylvain Chevallier S Administration système 15 / 22

4 Buffer cache Buffer cache Pour interagir avec un fichier : 1 Chargement en mémoire principale 2 Modifications 3 Sauvegarde sur le SGF Le noyau minimise la fréquence d accès au disque Maintient un buffer cache des fichiers récemment utilisés Principes : Le noyau ne charge un fichier que s il n est pas dans le cache Le cache conserve les fichiers modifiés pour leur utilisation future Évite les écritures en analysant si les données sont transitoires Sylvain Chevallier S Administration système 16 / 22 Sylvain Chevallier S Administration système 17 / 22 Tampons Tampons Le cache contient des tampons : En-tête : identifiant, numéro de bloc, état,... Tableau mémoire : données du disque Un tampon peut appartenir à plusieurs processus Un bloc n appartient qu à un tampon États possibles : Verrouillé Données valides Écriture différée Actif (en lecture/écriture) En attente Accès aux blocs de données : table de hachage Gestion de blocs libres : listes chaînées Files séparées en fonction du dernier chiffre de l adresse du bloc Plus la répartition est uniforme, plus la recherche est efficace Sylvain Chevallier S Administration système 18 / 22 Sylvain Chevallier S Administration système 19 / 22

5 Tampons Politique de sauvegarde du cache La politique de recopie du buffer cache = compromis sécurité/vitesse Pour Unix : Nœuds d index et de répertoires sont recopiés dès modifications Bloc de données recopiés si en fin de liste LRU (Least Recently Used) Automatiquement toutes les 15s par un démon ou par sync Pour MS-DOS : recopie immédiate. Liste chaînée des tampons libres qui préserve l ordre du moins récemment utilisé Sylvain Chevallier S Administration système 20 / 22 Sylvain Chevallier S Administration système 21 / 22 Appels systèmes Robustesse : Les appels par un programme n accèdent pas aux fonctions du noyau Différenciation appels système et appels noyau Sylvain Chevallier S Administration système 22 / 22