UNIX内核（7）：super block管理inode和磁盘块

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｜４７０｜　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｅｍｐｔｙ　　　　　　　　｜

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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　｜　ｉｎｄｅｘ

释放inode

相对就要简单很多。伪代码如下所示：

void ifree (INode_No iNode_No)

{

++fs的可用inode计数;

if (super block被锁住)

return;

if (inode列表已满)

{

if (iNode_No < 记住的inode号)

记住的inode号 = iNode_No;

}

else

将iNode_No存到可用inode列表中;

return;

}

注意这里，一旦发现super block被锁住就返回，此时该inode号没有被放到super block中，但它能够在磁盘上找到。另外就是“if (iNode_No < 记住的inode号)”，这个处理是因为如果用给小的inode号去搜索磁盘，那么大的那个inode号肯定会被搜索到。

竞态条件

在ialloc()中仅仅在操作super block空闲inode列表时锁住了super block，而不是在整个操作中都锁住它，也许此处会带来竞态条件。分析一下：

当内核为进程A分配了最后一个空闲的inode号n，然后在读取该inode时睡眠。然后有个进程B试图从super block获取一个inode号时发现空闲inode列表为空，因此它将读取inode，并填满super block的空闲inode列表。此时由于进程A还在读取磁盘的inode，并未执行到更新磁盘上inode的type字段的代码，因此，B有可能将n作为free的inode读到列表中。此后进程B执行相应的操作，唤醒A。A进程完成分配操作。此时第三个进程C请求一个inode，并且恰好分配的是n号inode。当C要获取n的核内inode时发现inode被占用，因此再次循环（ialloc()伪码中“！！！”部分）。因此将更新后的inode立刻写回到磁盘就能够使得产生竞态条件的几率小些。

锁住super block的空闲列表防止了其他的竞态条件的发生。因为可能同时会有两个进程发现该列表是空的，其中第一个进程在读取磁盘inode号时睡眠，另一个进程获得执行机会，它也将从磁盘读取inode号，这要就导致了数据的不一致性。同样，当一个进程释放一个inode号时，可能有某个进程因为从磁盘读取inode号而睡眠，此时不加锁保护列表，将导致该释放的inode号覆盖掉读取到的inode号，造成数据的不一致性。

分配/释放磁盘块

当一个进程要向磁盘上写数据时，内核必须为其分配磁盘块。fs的super block中含有一个空闲磁盘块号码数组链表。mkfs程序完成的功能之一就是建立这样的链表，如下图所示：

Super block list of free disk block numbers

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　＼／　磁盘块NO：109