操作系統(tǒng)(設(shè)備管理)知識(shí)點(diǎn)介紹(編輯修改稿)
2025-02-08 06:32 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 織成三個(gè)層次： ? 用戶層 I/O； ? 設(shè)備無(wú)關(guān)的 I/O； ? 設(shè)備驅(qū)動(dòng)及中斷處理； 用戶層 I/O 設(shè)備驅(qū)動(dòng)及中斷處理 硬件 系統(tǒng)調(diào)用接口，設(shè)備無(wú)關(guān)的操作系統(tǒng)軟件 20 用戶進(jìn)程 用戶層 I/O 設(shè)備無(wú)關(guān)的 I/O 設(shè)備驅(qū)動(dòng)及中斷處理 硬件 設(shè)備管理子系統(tǒng) 邏輯結(jié)構(gòu)圖 21 一、用戶層 I/O ? 與設(shè)備的控制細(xì)節(jié)無(wú)關(guān)。 ? 將所有的設(shè)備看做邏輯資源，為用戶進(jìn)程提供各類 I/O函數(shù)。用戶以設(shè)備標(biāo)識(shí)符和一些簡(jiǎn)單的函數(shù)來(lái)使用設(shè)備，如打開、關(guān)閉、讀、寫等。 ? 如 C庫(kù)中的函數(shù) fopen( )， fread( )， fwrite( )， fclose( )等。 22 二、設(shè)備無(wú)關(guān)的 I/O 基本功能： 執(zhí)行適用于所有設(shè)備的公共 I/O功能，并向其上層提供統(tǒng)一的系統(tǒng)調(diào)用接口。 任務(wù)包括： 。在 UNIX中，如 /dev/tty00惟一地確定了一個(gè) inode數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中包含了主設(shè)備號(hào)，通過(guò)主設(shè)備號(hào)可以找到相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。 :許可權(quán)限保護(hù)。 I/O：塊設(shè)備 、 字符設(shè)備。 4. 錯(cuò)誤報(bào)告：報(bào)告驅(qū)動(dòng)程序產(chǎn)生的錯(cuò)誤信息。 ：申請(qǐng)、關(guān)閉。 23 三、設(shè)備驅(qū)動(dòng)與中斷處理 包括了所有與設(shè)備相關(guān)的代碼，其功能是從與設(shè)備無(wú)關(guān)的軟件中接收 I/O的請(qǐng)求，排入請(qǐng)求隊(duì)列或執(zhí)行之；執(zhí)行時(shí)，將請(qǐng)求轉(zhuǎn)化為更具體的形式。 當(dāng)進(jìn)程進(jìn)行 I/O操作時(shí)，將其阻塞至 I/O操作結(jié)束并發(fā)生中斷。中斷發(fā)生時(shí)，由中斷處理程序啟動(dòng)請(qǐng)求排隊(duì)的下一請(qǐng)求并解除等 I/O進(jìn)程的阻塞狀態(tài)，使其能夠繼續(xù)執(zhí)行。 24 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 一．設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序接口函數(shù) 驅(qū)動(dòng)程序初始化函數(shù) ：做一些針對(duì)驅(qū)動(dòng)程序本身的初始化工作，如向操作系統(tǒng)登記該驅(qū)動(dòng)程序的接口函數(shù)，該初始化函數(shù)在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)或驅(qū)動(dòng)程序安裝入內(nèi)核時(shí)執(zhí)行。 驅(qū)動(dòng)程序卸載函數(shù) ：在支持驅(qū)動(dòng)程序可動(dòng)態(tài)加載卸載的系統(tǒng)中才需要。 申請(qǐng)?jiān)O(shè)備函數(shù) ：申請(qǐng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序所管理的設(shè)備，按照設(shè)備特性進(jìn)行獨(dú)占式占用或者分時(shí)共享式占用。 釋放設(shè)備函數(shù) I／ O操作函數(shù) ：實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的 I／ O。對(duì)獨(dú)占型設(shè)備：包含了啟動(dòng) I／ O的指令；分時(shí)共享型設(shè)備：將 I／ O請(qǐng)求形成一個(gè)請(qǐng)求包，將其排到設(shè)備請(qǐng)求隊(duì)列。 中斷處理函數(shù) ：在設(shè)備 I／ O完成時(shí)向 CPU發(fā)中斷，然后被調(diào)用。該函數(shù)對(duì) I／ O完成做善后處理。 25 二、設(shè)備管理有關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 描述設(shè)備、控制器等部件的表格： 系統(tǒng)中常常為每一個(gè)部件、每一臺(tái)設(shè)備分別設(shè)置一張表格，常稱為 設(shè)備表 或 部件控制塊 。這類表格具體描述設(shè)備的類型、標(biāo)識(shí)符、進(jìn)行狀態(tài)，以及當(dāng)前使用者的進(jìn)程標(biāo)識(shí)符等。 建立同類資源的隊(duì)列： 通常在設(shè)備表的基礎(chǔ)上通過(guò)指針將相同物理屬性的設(shè)備連成隊(duì)列（稱設(shè)備隊(duì)列）。 面向進(jìn)程 I/O請(qǐng)求的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)： 每當(dāng)進(jìn)程發(fā)出塊 I/O請(qǐng)求時(shí)，系統(tǒng)建立一張表格（稱 I/O請(qǐng)求包 ）。將此次 I/O請(qǐng)求的參數(shù)填入表中，同時(shí)也將該 I/O有關(guān)的系統(tǒng)緩沖區(qū)地址等信息填入表中。 I/O請(qǐng)求包隨著 I/O的完成而被刪除。 建立 I/O隊(duì)列： 如請(qǐng)求包隊(duì)列 。 26 設(shè)備表 設(shè)備表 設(shè)備表 請(qǐng)求包 請(qǐng)求包 設(shè)備管理有關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系 27 引入原因： （ 1）可以改善進(jìn)程運(yùn)行
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