Diplomarbeit - Operating Systems Group - Technische Universität ...

Kapitel 4
Implementierung
Im vorangegangenen Kapitel wurden die Konzepte vorgestellt, die das Dateisystem zur Verwaltung der Daten
verwendet. Daran anschließend soll jetzt auf einige Aspekte der Implementierung eingegangen werden.
Als Grundlage für die Implementierung dient der Mikrokern L4 [Lie96] und der von Frank Mehnert portierte
Treiber für die NCR53c8xx SCSI-Hostadapter Familie [Meh98].
4.1 Threadstruktur
Durch die Verwendung von Threads kann der Eigenschaft vieler Anwendungen Rechnung getragen werden,
daß diese mehrere nebenläufige Abarbeitungspfade besitzen. Diese Abarbeitungspfade können dann
auch auf Programmebene entkoppelt werden, was zu einer geringeren Beeinflussung dieser Pfade untereinander
führt.
Da man auch die Bearbeitung eines einzelnen Datenstroms durch das Dateisystem als separaten Abarbeitungspfad
ansehen kann, wäre als Struktur für das Dateisystem die Verwendung eines Threads für jeden
Datenstrom denkbar, um eine Beeinflussung der Datenströme untereinander zu vermeiden. Gegen eine
derartige Struktur spricht allerdings der Umstand, daß L4 nur 128 Threads innerhalb eines Adreßraums
unterstützt. Für einige Anwendungen, etwa einen Video-Server, ist das bei der verwendeten Hardware ausreichend,
für andere Anwendungen stellt es jedoch eine Limitation dar, da die Hardware dann theoretisch
mehr Datenströme liefern könnte, als das Dateisystem verarbeiten kann, z.B. bei einer Musik-Datenbank.
Die in Abbildung 4.1 dargestellte Threadstruktur nutzt die Eigenschaft des Dateisystementwurfs aus, daß
für kontinuierliche Datenströme das Dateisystem von sich aus die Auftragsgenerierung und Datenübertragung
steuert. Diese beiden Aufgaben werden in getrennten Threads abgearbeitet. Der Thread zur Auftragsplanung
erzeugt anhand des in Abschnitt 3.7 vorgestellten Plans die SCSI-Aufträge, der Thread der
Pufferplanung ist für die Übertragung der Puffer an die Anwendung entsprechend der festgelegten Zeitintervalle
verantwortlich.
Da die Aufträge nicht-kontinuierlicher Datenströme für das Dateisystem nicht vorhersagbar sind, werden
diese durch getrennte Threads bearbeitet, um ein gegenseitiges Blockieren der Datenströme zu vermeiden.
4.2 Auftragsbearbeitung
Ausgehend von der beschriebenen Threadstruktur erfolgt die Bearbeitung der Aufträge unterschiedlich für
die einzelnen Zugriffsarten, dies ist in Abbildung 4.2 schematisch dargestellt.
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