操作系統(tǒng)第9章

1第九章、設(shè)備管理9.1、引言9.2、數(shù)據(jù)傳送方式9.3、中斷技術(shù)9.4、緩沖技術(shù)9.5、設(shè)備分配9.6、I/O進程控制29.1、引言存儲設(shè)備： 用來存放各種信息的設(shè)備稱為存儲設(shè)備 軟盤、硬盤、光盤和磁帶等；I/O設(shè)備： 用來向計算機輸入和輸出信息的設(shè)備,

鍵盤、鼠標、顯示器、打印機等。3外部設(shè)備特性1.速度 傳輸速度的差別大，如鍵盤的傳輸速度不過幾十，上百個字符，而磁盤的傳輸速度則是幾十萬字節(jié)/每秒。2.傳輸單位 字節(jié)：鍵盤、打印機、顯示器；LPT1、LPT2

字符塊：軟盤、硬盤、磁帶等； 位：個人計算機中的串口，COM1、COM2,USB接口3.操作特性 設(shè)備完成的操作種類各不相同，如打印機只允許寫操作，鍵盤只能做讀操作，而磁盤既可讀，也可寫。4.出錯條件 不同的設(shè)備，其出錯條件也不相同，即數(shù)據(jù)傳輸失敗的原因各種各樣，如打印機有缺紙錯，磁盤I/O有奇偶校驗錯等。4設(shè)備管理：對計算機輸入輸出系統(tǒng)的管理。一、實現(xiàn)任務(wù)：

1、為用戶提供方便、友好的、透明的接口；

2、選擇并分配任務(wù)給外設(shè)，以進行數(shù)據(jù)傳輸；

3、控制外設(shè)和CPU之間傳遞信息；

4、提高并行程度，提高系統(tǒng)資源的利用率。5二、設(shè)備管理功能：1、提供與進程管理系統(tǒng)的接口；9.62、進行設(shè)備分配；9.53、實現(xiàn)輸入輸出（I/O）操作； 數(shù)據(jù)傳送方式9.2、緩沖技術(shù)9.4、驅(qū)動9.74、通過各種技術(shù)實現(xiàn)CPU與外設(shè)、外設(shè)之間的并行、均衡操作。（通道、中斷、緩沖）9.2、9.36三、設(shè)備的分類使 存儲設(shè)備用 輸入/輸出設(shè)備特 終端設(shè)備性 脫機設(shè)備從 系統(tǒng)設(shè)備屬關(guān)系 用戶設(shè)備資 獨享設(shè)備源 共享設(shè)備分 虛擬設(shè)備配 （SPOOLing技術(shù)用硬盤模擬輸入輸出設(shè)備。）

信 字符設(shè)備息

組

織 塊設(shè)備7虛擬設(shè)備技術(shù)－Spooling系統(tǒng)

指通過共享設(shè)備來模擬獨占型設(shè)備的動作，使獨占型設(shè)備成為共享設(shè)備，從而提高了設(shè)備利用率和系統(tǒng)的效率的技術(shù)。實現(xiàn)虛擬設(shè)備技術(shù)的硬件和軟件系統(tǒng)稱為Spooling系統(tǒng)（假脫機系統(tǒng)）。

是對脫機輸入、輸出工作的模擬，它必須有高速隨機外存的支持，這通常是采用磁盤。

特點：

1、提高了I/O速度；

2、將獨占設(shè)備改造為共享設(shè)備；

3、實現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能。8輸入井和輸出井：磁盤上的存儲空間，模擬脫機輸入和輸出時的磁盤。輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)：這兩個緩沖區(qū)是在內(nèi)存中開辟的，輸入緩沖區(qū)用于暫存由輸入設(shè)備送來的數(shù)據(jù)，以后再傳送到輸入井。輸出緩沖區(qū)用于暫存從輸出井送來的數(shù)據(jù)，以后再傳送給輸出設(shè)備。輸入進程SPi和輸出進程SPo：模擬脫機輸入和輸出時的外圍控制機。Spooling系統(tǒng)主要有以下三部分：9例：進程要求打印機；在某共享設(shè)備上的輸出SPOOL存儲區(qū)中為其分配一塊存儲空間；并為該進程的輸出數(shù)據(jù)建立一個文件——相當于虛擬的行式打印機。各進程的輸出都以文件形式暫時存放在輸出SPOOL存儲區(qū)中并形成了一個輸出隊列。輸出SPOOL控制打印機進程，依次將輸出隊列中的各進程的輸出文件最后實際地打印出來。10特點

1、用戶進程并未真正分得打印機，即打印機未分給某個進程獨占；

2、用戶進程實際被分得的是共享設(shè)備中的一個存儲區(qū)（或文件），即虛擬設(shè)備。實際的打印機由SPOOL調(diào)度依次逐個地打印SPOOL存儲區(qū)中的數(shù)據(jù)。

3、獨享設(shè)備使用效率提高了，因而系統(tǒng)效率也提高了。11設(shè)備獨立性

用戶在編制程序時，使用邏輯設(shè)備名，由系統(tǒng)實現(xiàn)邏輯設(shè)備到物理設(shè)備（實際設(shè)備）的轉(zhuǎn)換，用戶能獨立于具體物理設(shè)備而方便使用。1.一個程序應(yīng)獨立于分配給它的某類設(shè)備的具體設(shè)備。即在用戶程序中只指明I/O使用的設(shè)備類型即可。如在系統(tǒng)中配備了兩臺打印機，用戶要打印時只要告訴系統(tǒng)要將信息送到打印機即可。程序要盡可能地與它使用的設(shè)備類型無關(guān)。即在用戶程序中只要指出要輸入或輸出信息，至于信息輸入或輸出使用的設(shè)備不需用戶指明。如果打印機、顯示器和文件。3.

在UNIX系統(tǒng)中，把設(shè)備與文件統(tǒng)一處理。12設(shè)備獨立性的優(yōu)點1.方便用戶編程2.使用程序運行不受具體的機器環(huán)境的限制3.便于程序移植13外圍接口

計算機主機與I/O設(shè)備之間設(shè)置的邏輯控制部件，CPU與外設(shè)之間的接口，接受CPU發(fā)來的I/O命令，由它去控制外設(shè)工作。功能：1、實現(xiàn)數(shù)據(jù)的緩沖，使主機與外設(shè)的工作速度達到匹配；2、實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式的變換；3、實現(xiàn)CPU與I/O設(shè)備之間的通信控制。組成：1、寄存器集合2、控制邏輯線路3、鏈接主機與接口、接口與外設(shè)的總線14控制流程 1、通過控制線接收和識別CPU發(fā)來的命令，控制I/O設(shè)備按CPU命令工作；

2、用狀態(tài)控制寄存器記錄設(shè)備的狀態(tài)；

3、把計算機的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成I/O設(shè)備所要求的格式或反之；

4、通過數(shù)據(jù)線和數(shù)據(jù)緩沖寄存器實現(xiàn)CPU與控制器之間的數(shù)據(jù)交換，為I/O設(shè)備提供數(shù)據(jù)緩沖；

5、發(fā)送中斷請求并接受處理機發(fā)來的中斷響應(yīng)回答；159.2、數(shù)據(jù)傳送方式四種方式：

1、程序直接控制方式

2、中斷控制方式

3、DMA方式

4、通道方式選擇和衡量的原則：

1、數(shù)據(jù)傳送速度高，安全；

2、系統(tǒng)開銷小，處理控制程序少；

3、提高系統(tǒng)利用率。16一、程序直接控制方式

由用戶進程或CPU直接控制CPU或內(nèi)存與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳遞。NYI/O控制器17程序直接控制方式優(yōu)點：

控制簡單，不需要額外的硬件支持。缺點：

1、CPU與外設(shè)之間串行，CPU測試等待外設(shè)，利用率低；

2、不能實現(xiàn)外設(shè)之間的并行工作，設(shè)備利用率低；

3、測試設(shè)備標志觸發(fā)器狀態(tài)，無法發(fā)現(xiàn)并修正外設(shè)或硬件產(chǎn)生的錯誤。CGZ－是否忙，CJS－是否完成適用于：

CPU速度慢、外設(shè)少的系統(tǒng)。18二、中斷控制方式并行設(shè)備控制器控制狀態(tài)寄存器中斷允許位CPU與設(shè)備控制器之間的中斷請求線1920中斷控制方式優(yōu)點：

1、提高CPU利用率；

2、提高系統(tǒng)并行工作程度。缺點：

1、中斷頻繁發(fā)生時耗去CPU大量處理時間；

2、對高速外存，可能由于CPU來不及響應(yīng)中斷造成數(shù)據(jù)丟失。21三、DMA方式（直接存取DirectMemoryAccess)

在外設(shè)與內(nèi)存之間開辟直接的數(shù)據(jù)交換通路，減少CPU的介入。22DMA控制器由三部分組成：主機與DMA控制器的接口；DMA控制器與塊設(shè)備的接口；I/O控制邏輯；命令/狀態(tài)寄存器CR內(nèi)存地址寄存器MAR

數(shù)據(jù)寄存器DR

數(shù)據(jù)計數(shù)器DC23周期竊取24關(guān)于周期竊取1、CPU頻繁訪問內(nèi)存，數(shù)據(jù)總線歸CPU所有，傳輸一次需要一個總線周期；2、有DMA請求時，CPU暫停一下，把現(xiàn)行總線周期的下一個總線周期借給DMA請求者使用，CPU在該周期可進行除訪問內(nèi)存之外的其他操作；3、DMA控制器利用借來的總線周期，控制進行數(shù)據(jù)傳送，傳完后把總線使用權(quán)歸還給CPU。25中斷請求與DMA請求比較對CPU的打擾程度響應(yīng)時刻優(yōu)先級中斷請求

讓CPU停下來執(zhí)行中斷服務(wù)程序，保護斷點、進行I/O傳送；

在一條指令執(zhí)行完后的最后一個周期采樣；低DMA請求CPU暫停一下轉(zhuǎn)讓總線使用權(quán)，不現(xiàn)場保護和傳送，DMA只借用CPU時間，CPU可以進行其它的操作；

每條指令執(zhí)行的各階段的周期末采樣，有DMA請求，把下一個讀寫周期讓給DMA使用；高26DMA方式中斷方式：數(shù)據(jù)傳送過程由CPU控制，一批數(shù)據(jù)可中斷多次；DMA方式：CPU發(fā)啟動指令做預(yù)置工作，數(shù)據(jù)傳完的善后工作；優(yōu)點：

進一步提高CPU的利用率。缺點：

1、高速外設(shè)增多，配置多個DMA控制器，開銷大；

2、CPU仍要進行預(yù)置和中斷處理。

27四、通道方式

一個獨立于CPU的專門進行輸入輸出控制的處理機，控制外設(shè)與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)交換； 有用于傳送的通道指令，只在傳送開始前受CPU啟動，傳送結(jié)束后向CPU發(fā)中斷信號。

I/O處理機： 由運算和控制邏輯，累加器，寄存器構(gòu)成，有指令系統(tǒng)，由通道程序控制。

28

通道指令： 在進程要求傳送數(shù)據(jù)時由系統(tǒng)自動生成，存放在內(nèi)存；

包含：被交換數(shù)據(jù)在內(nèi)存或外設(shè)的地址、傳送方向、數(shù)據(jù)塊長度、外設(shè)的特征信息。

通道程序：由通道指令組成；其在內(nèi)存中的起始地址通知I/O處理機：大型機：主存中一固定單元——通道地址字CAW；微型機：CPU與IO處理機通信區(qū)；每一條通道指令稱為通道命令字CCW。

通道狀態(tài)字CSW：

IO處理機的狀態(tài)，包含有該通道及與之相連的控制器和設(shè)備的狀態(tài)。29通道運算控制部件通道地址字CAW：記錄通道程序在內(nèi)存中的地址通道命令字CCW：保存正在執(zhí)行的通道指令通道狀態(tài)字CSW：存放通道執(zhí)行后的返回結(jié)果通道數(shù)據(jù)字CDW：存放傳輸數(shù)據(jù)命令格式一般包括： 操作碼、數(shù)據(jù)傳輸內(nèi)存地址、特征位、計數(shù)器30通道控制方式的傳送過程1、進程要求傳遞數(shù)據(jù)時，CPU發(fā)Start指令啟動通道，指明I/O操作、設(shè)備號、對應(yīng)通道；CPU隨后調(diào)度另一個進程執(zhí)行；2、通道被啟動后，從內(nèi)存讀取通道指令，設(shè)置對應(yīng)外設(shè)的I/O控制器中的控制狀態(tài)寄存器；3、設(shè)備根據(jù)指令要求傳送數(shù)據(jù)；4、傳送完畢，I/O控制器通過中斷請求線發(fā)出中斷信號請求CPU進行中斷處理；5、中斷處理完后CPU返回段點繼續(xù)執(zhí)行。31CPU與通道的配合目態(tài)（目態(tài)程序）管態(tài)（I/O管理程序）通道（運行通道程序）請求I/O轉(zhuǎn)管指令編制通道程序啟動通道組織I/O操作I/O操作結(jié)束向CPU發(fā)出中斷請求響應(yīng)I/O中斷請求登記或例外情況處理32CPU管理程序保護現(xiàn)場組織通道程序保存通道程序的始址于CAW啟動I/O指令分析條件碼啟動成功使P阻塞,另選程序q運行保護程序q的現(xiàn)場分析中斷原因處理I/O中斷選擇可運行程序請求啟動程序程序q程序P用戶程序判斷狀態(tài)執(zhí)行通道程序控制I/O設(shè)備操作,執(zhí)行情況記錄在CSW出現(xiàn)中斷事件CSW=>主存通道號,設(shè)備號送特定寄存器通道程序執(zhí)行規(guī)定的操作設(shè)備控制器和設(shè)備123456I/O的操作全過程33通道的實現(xiàn)和管理－大型機

專門用來負責(zé)I/O工作的處理機，比CPU功能弱，速度慢，價格便宜，多個。I/O處理機和CPU共享內(nèi)存。為各IO處理機和CPU規(guī)定不同優(yōu)先次序；發(fā)生競爭時，存儲器控制邏輯按優(yōu)先次序予以響應(yīng)；IO處理機從CPU那里“挪用”存儲周期。34通道的實現(xiàn)和管理－微型機

芯片組中專門I/O處理的芯片，稱為IOP(IOProcessor)，發(fā)揮通道的作用。 與DMA控制器或I/O控制器相連設(shè)備的單純數(shù)據(jù)傳輸通路。

IO處理器和CPU共享總線：CPU控制總線使用權(quán)；當CPU響應(yīng)某IO處理機發(fā)出的請求總線信號，把總線使用權(quán)暫時轉(zhuǎn)讓給IO處理器—“挪用”總線周期。

35與DMA方式比較與DMA方式相同之處： 外設(shè)與內(nèi)存間直接開辟數(shù)據(jù)傳送通道，不用CPU介入；與DMA方式不同之處：

DMA：硬件控制，一個DMA控制器只控制一臺(類)外設(shè)；

通道：軟件控制，一個通道可控制多臺不同類型的外設(shè)。36與中斷方式的比較中斷方式：

CPU執(zhí)行程序控制傳送，在此期間CPU不能做其他事；通道方式： 通道執(zhí)行通道指令，與CPU無關(guān)，CPU執(zhí)行正常程序，與通道程序并行。37通道的類型傳送方式傳送單位適用于字節(jié)多路通道多個子通道輪流傳送以字節(jié)為單位交叉?zhèn)魉偷退偻庠O(shè)（打印機）選擇通道一個外設(shè)以獨占方式成塊傳送以塊位單位傳送高速外設(shè)（磁盤）數(shù)組多路通道多個子通道，子通道之間輪流傳送，每個子通道上設(shè)備獨占傳送以塊為單位交叉?zhèn)魉椭兴偻庠O(shè)（磁帶）383940通道方式優(yōu)點：

1、減少CPU的介入，提高了CPU的利用率；

2、開銷較DMA方式小，軟件控制更獨立、靈活；

3、并行程度高：

CPU與通道并行 通道之間并行 設(shè)備之間并行

41四種數(shù)據(jù)傳送方式比較以CPU為中心以內(nèi)存為中心程序直接控制方式中斷方式DMA方式通道方式CPU連續(xù)介入準備和傳送過程主機和外設(shè)不能并行接口少CPU在數(shù)據(jù)準備好外設(shè)中斷請求時介入傳送過程免去連續(xù)介入中斷控制器CPU進行啟動和收尾工作，不介入傳送過程大多數(shù)時間并行，CPU利用率高DMA控制器硬件實現(xiàn)開銷大通道指令軟件實現(xiàn)開銷較小429.3、中斷技術(shù)一、基本概念：

1、中斷

2、中斷源、中斷請求、中斷響應(yīng)、中斷優(yōu)先級

3、開中斷與關(guān)中斷

4、中斷屏蔽

5、外中斷與內(nèi)中斷

6、硬中斷與軟中斷43中斷

在進程執(zhí)行期間，由于系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生非尋?；蚍穷A(yù)期的急需處理的事件，使CPU暫停當前進程的執(zhí)行，轉(zhuǎn)而去執(zhí)行針對發(fā)生事件的處理程序，處理完后又返回被中斷的進程繼續(xù)執(zhí)行或調(diào)度新進程執(zhí)行。44中斷源：

引起中斷發(fā)生的事件（設(shè)備、部件、條件）。中斷請求： 中斷源向CPU發(fā)出的請求中斷服務(wù)信號。中斷響應(yīng)：

CPU收到中斷請求信號后轉(zhuǎn)入對應(yīng)處理程序的執(zhí)行。中斷優(yōu)先級：

根據(jù)中斷源的輕重緩急設(shè)定，同時發(fā)生比較后選擇高優(yōu)先級的先響應(yīng)。 注意，中斷優(yōu)先級要高于當前進程PSW中的優(yōu)先級才響應(yīng)。45開中斷與關(guān)中斷開中斷：

對PSW中的中斷允許位置1，表示允許當前進程被中斷。關(guān)中斷：

對PSW中的中斷允許位置0，表示不允許當前進程在執(zhí)行期間被中斷，保證其“原子性”。46中斷屏蔽

用軟件方式有選擇地封鎖部分中斷，沒有被屏蔽的中斷仍能得到響應(yīng)； 方式：在每類中斷源設(shè)置一個中斷屏蔽觸發(fā)器，其狀態(tài)決定其能否發(fā)出中斷請求或得到中斷響應(yīng)，1—可以，0—不行；

47外中斷與內(nèi)中斷外中斷（狹義中斷）：

來自CPU和內(nèi)存之外的中斷，由與現(xiàn)行進程無關(guān)的中斷源引起，不為當前進程服務(wù)，在兩條指令之間響應(yīng)，在系統(tǒng)級上下文中進行中斷處理。內(nèi)中斷（陷入/異常）：

CPU和內(nèi)存內(nèi)部產(chǎn)生的中斷，由當前進程執(zhí)行中發(fā)生的錯誤引起為當前進程服務(wù)，在一條指令的執(zhí)行期間響應(yīng)，在進程級上下文中進行陷入處理。48硬中斷與軟中斷硬中斷：

由CPU以外的I/O設(shè)備產(chǎn)生的中斷，硬件中斷可分為不可屏蔽中斷NMI和可屏蔽中斷INTR：NMI用于緊急情況的故障處理，如掉電、RAM奇偶校驗錯等INTR則用于外部依靠中斷來工作的硬件設(shè)備

軟中斷： 由程序員事先安排，在通信進程之間用軟件模擬硬中斷的一種信號通信方式，收到軟中斷信號的進程在獲得CPU后再進行中斷響應(yīng)。49二、

中

斷

處

理

過

程中斷請求判斷是否響應(yīng)關(guān)中斷中斷優(yōu)先級判斷保護被中斷進程現(xiàn)場執(zhí)行中斷處理子程序恢復(fù)現(xiàn)場開中斷返回中斷點509.4、緩沖技術(shù)緩沖器：在CPU與外設(shè)之間起緩沖作用的存儲設(shè)備或內(nèi)存區(qū)。一、緩沖的引入：

1、緩和CPU與外設(shè)速度不匹配的矛盾；

2、減少中斷次數(shù)，放寬對中斷響應(yīng)速度的要求；

3、提高CPU、通道和外設(shè)之間的并行程度，提高數(shù)據(jù)傳送率。51二、緩沖的種類緩沖器的設(shè)置：

硬件緩沖器：I/O控制器中數(shù)據(jù)緩沖器

軟件緩沖器：在內(nèi)存劃出若干單元作緩沖區(qū)根據(jù)緩沖單元的個數(shù)：

單緩沖：放數(shù)取數(shù)不能并行。

雙緩沖：向其中一個放數(shù)時，同時從另一個取數(shù)。

多緩沖：一部分用于輸入，一部分用于輸出。

緩沖池：多個緩沖區(qū)統(tǒng)一管理，緩沖區(qū)可被進程共享， 用于輸入和輸出。52環(huán)形緩沖

在系統(tǒng)中設(shè)置若干緩沖區(qū)，并把這些緩沖區(qū)鏈接起來，這樣若干個緩沖區(qū)就形成了一個環(huán)，故稱環(huán)形緩沖區(qū)。53環(huán)形緩沖技術(shù)的使用

系統(tǒng)初始時，strat=in=out。 輸入時，in與out若相等，則等待。否則，將信息送入in指向的緩沖區(qū)，填滿后，in指向下一個緩沖區(qū)。

輸出時，in與out若相等，則等待（意味著系統(tǒng)中沒有數(shù)據(jù)可?。?。否則，取出緩沖區(qū)中的信息，next指向下一個緩沖區(qū)。54三、緩沖池的管理1、緩沖池的結(jié)構(gòu)：由多個緩沖區(qū)組成

緩沖區(qū)： 緩沖首部（設(shè)備號、數(shù)據(jù)塊號、互斥標志位、 緩沖隊列指針、緩沖器號） 緩沖體（存放數(shù)據(jù)）

緩沖區(qū)類型：

1）空白緩沖區(qū)（隊列）： F(em)L(em) 2）裝滿輸入數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)（隊列）：F(in)L(in) 3）裝滿輸出數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)（隊列）：F(out)L(out)552、緩沖池的操作

采用FIFO方式對隊列中的緩沖區(qū)操作，隊首出隊列，隊尾入隊列。F(em)L(em)L(in)F(in)L(out)F(out)I/OI/OCPUCPU56申請和釋放緩沖區(qū)的過程get-buf(type,number)BeginP(RS(type))P(S(type))P_buf=take-buf(type,number)V(S(type))Endput-buf(type,number)Begin P(S(type))

add-buf(type,number) V(S(type)) V(RS(type))End57輸入設(shè)備輸出設(shè)備F(em)L(in)F(in)L(em)L(em)F(out)L(out)F(em)CPUhin區(qū)lsout區(qū)nsin區(qū)mhout區(qū)z工作緩沖區(qū)收容輸入提取輸入收容輸出提取輸出589.5、設(shè)備分配設(shè)備分配任務(wù)：對進程提出的I/O請求，按一定策略分配資源，忙則等待。一、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)備表SDT（系統(tǒng)一張）表目1設(shè)備類型設(shè)備標識表目i獲得設(shè)備的進程DCT指針表目n…設(shè)備控制表DCT（每個設(shè)備一張）設(shè)備類型設(shè)備標識設(shè)備忙閑狀態(tài)設(shè)備等待隊列首尾指針COCT指針設(shè)備地址/設(shè)備號控制器表COCT（控制器一張）控制器標識控制器忙閑狀態(tài)CHCT指針控制器等待隊列首尾指針…通道表CHCT（通道一張）通道標識通道忙閑狀態(tài)通道等待隊列首尾指針…59二、設(shè)備分配1、原則：

1）充分發(fā)揮設(shè)備使用效率；

2）安全，避免死鎖；

3）用戶程序與具體設(shè)備無關(guān)。2、方式：

1）靜態(tài)分配：作業(yè)執(zhí)行前一次性分配，獨占、安全、低效。

2）動態(tài)分配：根據(jù)申請進行動態(tài)分配。3、策略：

1）先請求先分配策略：

2）優(yōu)先級高者分配策略：604、設(shè)備分配算法從SDT查到DCTP選中？按分配策略選占據(jù)設(shè)備的進程忙否？檢查分給P是否安全安全？把設(shè)備分給進程P從DCT查COCT控制器忙？分配控制器給P從COCT查CHCT通道忙？分配通道給進程P啟動I/O操作進程P發(fā)來I/O請求P進程等待TTTTFFFFTF619.7、設(shè)備驅(qū)動程序

驅(qū)動物理設(shè)備、DMA控制器、I/O控制器直接進行I/O操作的子程序的集合，是控制設(shè)備I/O工作的核心模塊。

設(shè)備驅(qū)動程序的任務(wù)是接收來自與設(shè)備無關(guān)的上層軟件的抽象請求，并執(zhí)行這個請求，負責(zé)釋放這些命令，并監(jiān)督它們正確執(zhí)行。功能：

1、解釋用戶I/O命令；

2、設(shè)置和測試I/O控制器中寄存器的值，指定操作類型和數(shù)據(jù)流向，啟動設(shè)備進行I/O操作；

3、接收中斷處理，繼續(xù)傳遞數(shù)據(jù)和狀態(tài)。62發(fā)出I/O請求操作類型（設(shè)備、讀或?qū)懀┬畔⒌刂穫魉偷淖止?jié)數(shù)用戶進程輸入輸出控制進程阻塞調(diào)用者驗證請求設(shè)備分配調(diào)用驅(qū)動程序校驗狀態(tài)喚醒調(diào)用者返回調(diào)用者初始化I/O傳送數(shù)據(jù)狀態(tài)返回控制進程設(shè)備驅(qū)動程序63設(shè)備驅(qū)動進程的狀態(tài)

在系統(tǒng)初啟時，系統(tǒng)為每類設(shè)備創(chuàng)建一個進程，執(zhí)行的程序就是該設(shè)備的設(shè)備驅(qū)動程序。每類設(shè)備有一個I/O請求隊列，在系統(tǒng)初始化時，將系統(tǒng)中所有設(shè)備的I/O請求隊列置為空。設(shè)備驅(qū)動進程在該隊列上睡眠。 接受到用戶的I/O請求命令后，把用戶的請求轉(zhuǎn)換成I/O請求塊，掛到相應(yīng)設(shè)備的I/O請求隊列。 一旦有I/O請求塊掛入，喚醒該設(shè)備驅(qū)動進程。它被調(diào)度到時，從隊列中取出一個I/O請求塊，并按該塊的內(nèi)容執(zhí)行一次I/O操作，發(fā)出I/O完成（或出錯）中斷信號。然后，檢查