ch5-5.2IO軟件原理和5.3具有通道的IO管理

1、n驅(qū)動(dòng)程序發(fā)出I/O命令后的動(dòng)作n有兩種可能性：n1)驅(qū)動(dòng)程序阻塞，直到中斷信號(hào)到達(dá)時(shí)才被喚醒。因?yàn)镮/O操作通常需要花費(fèi)一定的時(shí)間才能完成。n2) I/O操作沒(méi)有任何延遲，驅(qū)動(dòng)程序無(wú)需阻塞。例如向屏幕上輸出一些信息。I/O操作完成后驅(qū)動(dòng)程序的工作:I/O操作完成，驅(qū)動(dòng)程序被喚醒后，便檢查有無(wú)錯(cuò)誤，若一切正常，則驅(qū)動(dòng)程序?qū)?shù)據(jù)傳送給上層的設(shè)備無(wú)關(guān)軟件，最后，向它的調(diào)用者返回一個(gè)關(guān)于錯(cuò)誤報(bào)告的狀態(tài)信息。若請(qǐng)求隊(duì)列中有別的請(qǐng)求則它選中一個(gè)進(jìn)行處理，若沒(méi)有則它阻塞，等待下一個(gè)請(qǐng)求。 設(shè)備無(wú)關(guān)軟件完成的功能： 對(duì)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的統(tǒng)一接口設(shè)備命名影射到相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)備保護(hù)如rwx權(quán)限影射到相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序

2、提供獨(dú)立于設(shè)備的塊大小如磁盤(pán)扇區(qū)大小不同緩沖區(qū)管理塊設(shè)備的存儲(chǔ)分配獨(dú)占性外圍設(shè)備的分配和釋放如用OPEN請(qǐng)求錯(cuò)誤報(bào)告1.庫(kù)例程大部分I/O軟件屬于操作系統(tǒng),但是有一小部分是與用戶(hù)程序鏈接在一起的庫(kù)例程(庫(kù)函數(shù)).I/O系統(tǒng)調(diào)用通常先是庫(kù)例程調(diào)用。如C語(yǔ)言中的I/O函數(shù)：printf()、scanf()、read()、write()等2.spooling軟件SPOOLing又稱(chēng)為假脫機(jī)操作，它是在多道程序環(huán)境下，利用其中一道程序來(lái)模擬脫機(jī)輸入時(shí)的外圍控制機(jī)的功能，把低速I(mǎi)/O設(shè)備上的數(shù)據(jù)傳送到高速磁盤(pán)上；再利用另一道程序來(lái)模擬脫機(jī)輸出時(shí)外圍控制機(jī)的功能，把數(shù)據(jù)從磁盤(pán)傳送到低速輸出設(shè)備上。此時(shí)的外

3、圍操作與CPU對(duì)數(shù)據(jù)的處理同時(shí)進(jìn)行。這種在聯(lián)機(jī)的情況下實(shí)現(xiàn)的同時(shí)外圍操作稱(chēng)為SPOOLing。用戶(hù)進(jìn)程進(jìn)行I/O調(diào)用；格式化I/O；SPOOLING設(shè)備無(wú)關(guān)軟件命名；保護(hù)；阻塞；緩沖；分配設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序建立設(shè)備寄存器；檢查狀態(tài)硬件執(zhí)行I/O操作中斷處理程序當(dāng)I/O結(jié)束時(shí)，喚醒驅(qū)動(dòng)程序?qū)哟蜪/O應(yīng)答I/O功能I/O請(qǐng)求1. I/O通道控制方式的引入通道控制方式的引入 I/O通道方式是DMA方式的發(fā)展，它可進(jìn)一步減少CPU的干預(yù)，即把對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)塊的讀(或?qū)?為單位的干預(yù)，減少為對(duì)一組數(shù)據(jù)塊的讀(或?qū)?及有關(guān)的控制和管理為單位的干預(yù)。同時(shí)，又可實(shí)現(xiàn)CPU、通道和I/O設(shè)備三者的并行操作，從而更有效地提

4、高整個(gè)系統(tǒng)的資源利用率。例如，當(dāng)CPU要完成一組相關(guān)的讀(或?qū)?操作及有關(guān)控制時(shí)，只需向I/O通道發(fā)送一條I/O指令，以給出其所要執(zhí)行的通道程序的首址和要訪問(wèn)的I/O設(shè)備，通道接到該指令后，通過(guò)執(zhí)行通道程序便可完成CPU指定的I/O任務(wù)。2. 通道程序通道程序 (1) 操作碼。(2)內(nèi)存地址。(3)計(jì)數(shù)。(4)通道程序結(jié)束位P。(5)記錄結(jié)束標(biāo)志R。命令碼 數(shù)據(jù)主存地址 標(biāo)志碼 傳送字節(jié)個(gè)數(shù)nI/O指令和主機(jī)I/O程序(5) 中央處理器用戶(hù)程序操作系統(tǒng)保護(hù)進(jìn)程j現(xiàn)場(chǎng)組織CCWCCW首址送CAW發(fā)SIO分析條件碼出錯(cuò)進(jìn)行處理啟動(dòng)成功進(jìn)程j等待選進(jìn)程K運(yùn)行保護(hù)進(jìn)程K現(xiàn)場(chǎng)分析中斷文件處理I/O中斷選擇進(jìn)程運(yùn)行判斷狀態(tài)形成條件碼執(zhí)行CCW控制設(shè)備操作記錄操作狀態(tài)到CSW產(chǎn)生中斷事件CSW存入主存通道號(hào)、設(shè)備號(hào)存