設備的分配與回收

1、15.5 5.5 設備的分配與回收設備的分配與回收5.5.1 5.5.1 設備分配所用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設備分配所用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在進行設備分配時所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要有: 設備控制表DCT（Device Control Table） 控制器控制表COCT（Controller Control Table） 通道控制表CHCT（Channel Control Table） 系統(tǒng)設備表SDT（System Device Table） 圖5.11列出了各自的主要組成部分，下面對它們做一簡要介紹。2設備類型設備類型設備標識符設備標識符設備狀態(tài)設備狀態(tài):忙忙/閑閑 等待等待/不等待不等待與此設備連接的控制器控制表指針

2、與此設備連接的控制器控制表指針等待此設備的進程表指針等待此設備的進程表指針重復執(zhí)行的次數(shù)和時間重復執(zhí)行的次數(shù)和時間其他其他控制器標識符控制器標識符控制器狀態(tài)控制器狀態(tài):忙忙/閑閑與此控制器連接的通道表指針與此控制器連接的通道表指針等待此控制器的進程表指針等待此控制器的進程表指針其他其他通道通道標識符標識符通道狀態(tài)通道狀態(tài):忙忙/閑閑與此通道連接的控制器表首址與此通道連接的控制器表首址等待此通道的進程表指針等待此通道的進程表指針其他其他設備類型設備類型設備標識符設備標識符DCT集合表集合表驅(qū)動程序入口驅(qū)動程序入口其他其他DCT1DCT2DCTi設設備備控控制制表表集集合合 (a) (b)表目表目

3、1表目表目2表目表目i (c) (d)圖圖5.11 設備分配所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表設備分配所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表31. 1. 設備控制表設備控制表DCTDCT 系統(tǒng)為每一個設備都配置了一張設備控制表DCT，用來記錄設備的特性、設備和I/O控制器的連接情況以及設備的分配和使用情況，如圖5.11(a)所示。 它主要包括以下內(nèi)容： 設備標識符。 設備類型。 設備地址。 設備狀態(tài)。 與設備連接的控制器表指針。 等待該設備的進程隊列。 重復執(zhí)行次數(shù)或時間。 其它信息，如一些釋放信息等。4設備設備A的的DCT控制器控制器B的的COCT通道通道D的的CHCT通道通道E的的CHCT控制器控制器C的的COCT圖圖5.12

4、DCT和和COCT、CHCT的連接的連接5設備設備A的的DCTPCBB-PCBC-PCBD-PCB圖圖5.13 DCT和和PCB的連接的連接62.2.控制器控制表控制器控制表COCTCOCT 系統(tǒng)為每個控制器都設置了一個系統(tǒng)為每個控制器都設置了一個COCTCOCT，用它來反，用它來反映映I/OI/O控制器的使用情況以及所連接的通道情況，控制器的使用情況以及所連接的通道情況，如圖如圖5.11(b)5.11(b)所示。所示。 COCTCOCT中各相應項意義與中各相應項意義與DCTDCT類似。類似。3.3.通道控制表通道控制表CHCTCHCT 此表存在于設置有通道的系統(tǒng)中，也是每個此表存在于設置有通

5、道的系統(tǒng)中，也是每個通道都配有一張通道控制表，如圖通道都配有一張通道控制表，如圖5.11(c)5.11(c)所示。所示。74.4.系統(tǒng)設備表系統(tǒng)設備表SDTSDT 如圖5.11(d)所示。 SDT的每個表項主要包括： 設備類型和設備標識符，含義同DCT。 正在使用設備的進程標識。 指向有關(guān)設備的設備控制表DCT指針。8 除了以上四種主要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)外，還有: 設備數(shù)據(jù)塊DDB（Device Data Block） 設備分配塊DAB（Device Allocation Block） I/O請求包IRP（I/O Request Package）等。 有了這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之后，對于配置有通道的計算機系統(tǒng)中

6、，設備分配程序還應考慮到至少如下三個問題：是否有能用來為I/O請求提供服務的通路？是否有多條通路可用？如果當前沒有可用通路，那么通路何時才能空閑？9 對于所請求的對于所請求的I/OI/O設備，根據(jù)上述的設備，根據(jù)上述的查找方法，可能出現(xiàn)三種情況：查找方法，可能出現(xiàn)三種情況：對于所請求的I/O設備，僅有一條通路可用,例如：通道E控制器B設備A。對于所請求的I/O設備，可以找出一條以上的可用通路，例如上例中，最多可找出四條可用通路： 通道D控制器B設備A 通道D控制器C設備A 通道E控制器B設備A 通道E控制器C設備A對于所請示的I/O設備，沒有一條可用的通路。若通道D、E都處于忙狀態(tài)，則對于設備

7、A，就沒有可用通路。 105.5.2 5.5.2 設備分配與回收設備分配與回收1.1.設備分配原則設備分配原則 根據(jù)設備的固有屬性（獨占、共享還是虛擬）、用戶要求和系統(tǒng)配置情況決定設備分配總原則 。 設備分配方式有靜態(tài)分配和動態(tài)分配兩種。 動態(tài)分配在進程執(zhí)行過程中根據(jù)執(zhí)行需要進行分配。 112. 2. 設備分配算法設備分配算法 一般多采用以下幾種算法：一般多采用以下幾種算法： 先來先服務分配算法,即先申請的，先被滿足。 優(yōu)先級算法,即優(yōu)先級高的進程的I/O請求先被滿足。 按時間片輪轉(zhuǎn)分配。 123.3.設備分配程序設備分配程序 REQDEV的一般形式為: REQDEV(devtype，stat

8、us)。 其功能是： 系統(tǒng)根據(jù)調(diào)用參數(shù)devtype提供的設備類型名，為進程分配該類設備中的一臺物理設備，同時為進程建立設備分配塊DAB，記錄所分配的設備，將DAB地址存入status變量中返回。若暫時分配不到所需設備，進程在“設備分配隊列”中等待；若調(diào)用出錯，用status返回錯誤信息。13 進程執(zhí)行進程執(zhí)行REQDEVREQDEV系統(tǒng)調(diào)用控制最初轉(zhuǎn)系統(tǒng)調(diào)用控制最初轉(zhuǎn)入總控程序，總控程序順序完成：入總控程序，總控程序順序完成：在系統(tǒng)設備表SDT中，根據(jù)設備類型名devtype檢查該類設備的設備數(shù)據(jù)塊DDB。 若沒找到則用status返回“No Dev”信息。為進程創(chuàng)建設備分配塊DAB結(jié)構(gòu)。控

9、制轉(zhuǎn)入設備數(shù)據(jù)塊DDB中保存的該類設備的分配程序ALLOCATION。ALLOCATION子過程返回后，設備分配塊DAB中記錄了所分配的設備，將DAB排入進程隊列，DAB地址送status后總控程序返回。14總控程序算法描述為：總控程序算法描述為：void REQDEV(devtype, status) i=search(SDT, devtype); if NO found status=NO Dev;return; Else create DAB;ALLOCATION=DDB(i); ALLOCATION(PID, address(DDB); status=address(DDB);retu

10、rn;15 下面我們看看對獨占型設備和共享型設備下面我們看看對獨占型設備和共享型設備的分配程序的分配程序: 獨占型設備的分配程序 每一類獨占型設備的分配程序大致相同，總控程序轉(zhuǎn)來后，順序完成下列步驟： 根據(jù)設備數(shù)據(jù)塊DDB，檢索DDB中的設備控制表DCT指針所指示的一條資源隊列，找一臺當前未分配的設備，若沒找到未分配設備，則將進程的PCB退至調(diào)用指令，自動插入DDB中的等待指針所指向的設備分配隊列，返回。 若找到可用設備，先進行死鎖檢測，若不會出現(xiàn)死鎖再將該設備分配給進程。這時，要置該設備為已分配狀態(tài)，將進程標識符填入設備控制表DCT中，在設備分配塊DAB中填入設備、控制器、通道控制表地址及設備標識符，再返回。16 共享型設備的分配程序共享型設備的分配程序 設備數(shù)據(jù)塊DDB同樣將每一類共享型設備組織成一條資源隊列。 總控程序轉(zhuǎn)來后，共享設備分配程序的工作也大致相同，順序完成下列步驟： 根據(jù)設備數(shù)據(jù)塊DDB，檢索資源隊列，按用戶要求的設備名定位所需設備的DCT； 將設備分配給進程，在設備分配塊DAB中填入設備、控制器、通道控制表地址及設備標識符，返回。 174. 4. 設備回收設備回收 當某一作業(yè)（或進程）使用完設備后，則需“釋放設備”，調(diào)用系統(tǒng)調(diào)