操作系統(tǒng)第六章設備管理(編輯修改稿)
2025-02-08 06:37 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 調(diào)用在用戶層提供的、與 I/O操作有關的庫函數(shù)，對設備進行操作 。 它將所有的設備看作邏輯資源，為用戶進程提供各類 I/O函數(shù)。用戶以設備標識符和一些簡單的函數(shù)來使用設備，如打開、關閉、讀、寫等。 如 C庫中的函數(shù) open()。 read()。 write()。 close()等。 設備相關系統(tǒng)調(diào)用簡介 ?申請設備 。該系統(tǒng)調(diào)用中有參數(shù)說明了要申請的設備名稱，操作系統(tǒng)處理該系統(tǒng)調(diào)用時，會按照設備特性（是獨占還是共享式使用）及設備的占用情況來分配設備，返回申請是否成功標志。 ?將數(shù)據(jù)寫入設備 。 ?從設備讀取數(shù)據(jù) 。 ?釋放設備 。這是申請設備的逆操作。 在 UNIX中，你也可以用如下的系統(tǒng)調(diào)用將數(shù)據(jù)直接寫入軟盤中： fd=open(―/dev/fd0‖,O＿ RDRW)；申請軟盤，/dev/fd0代表軟盤 。 iseek(fd,1024,0)；將軟盤當前 I/O位置定位到1024字節(jié)位置。 write(fd,buffer,36)；將用戶緩沖區(qū) buffer中的36個字節(jié)寫入軟盤 1024－ 1059字節(jié)。 … close(fd) ；釋放軟盤。 二、設備無關的 I/O（設備獨立性軟件） 設備獨立性的概念 ?設備獨立性，也稱為設備無關性。 ?其基本含義是： 應用程序獨立于具體使用的物理設備。 I/O系統(tǒng)中有許多不同種類的設備，作為程序員，只需要知道如何使用這些資源來完成所需的操作，而無需了解設備的有關具體實現(xiàn)細節(jié)。 這一層的基本功能：向上層提供統(tǒng)一的系統(tǒng)調(diào)用接口，對下通過設備驅(qū)動程序接口調(diào)用設備驅(qū)動程序。主要任務： ? 設備命名及與設備驅(qū)動程序的映射。在UNIX中，如 /dev/fd0唯一地確定了一個inode數(shù)據(jù)結構，其中包含了主設備號，通過主設備號可以找到相應的設備驅(qū)動程序。 ? 統(tǒng)一命名：在系統(tǒng)中對各類設備采取預先設計的、統(tǒng)一的邏輯名稱進行命名，所有軟件都以邏輯名稱訪問設備。 ?在應用程序中， 使用邏輯設備名稱來請求使用某類設備；而系統(tǒng)在實際執(zhí)行時， 還必須使用物理設備名稱。因此，系統(tǒng)須具有將邏輯設備名稱轉換為某物理設備名稱的功能，這非常類似于存儲器管理中所介紹的邏輯地址和物理地址的概念。 邏輯設備名 物理設備名 驅(qū)動程序入口地址 /dev/tty 3 1024 /dev/printer 5 2046 ….. ….. ….. 三、設備驅(qū)動程序 ? 設備驅(qū)動程序 包括了所有與設備相關的代碼，其功能是從與設備無關的軟件中接收 I/O請求并執(zhí)行。與硬件直接相關，負責具體實現(xiàn)系統(tǒng)對設備發(fā)出的操作命令，驅(qū)動 I/O設備工作的驅(qū)動程序。 ? 中斷處理 ? 用于保存被中斷進程的 CPU環(huán)境，轉入相應的中斷處理程序進行處理，處理完后恢復被中斷進程的線程后返回被中斷進程。中斷處理層的主要工作有：進行進程上下文的切換，對處理中斷信號源進行測試，讀取設備狀態(tài)和修改進程狀態(tài)等。 四、中斷處理程序 獨占式使用設備 所謂獨占式使用設備是指在一段時間內(nèi)只允許一個用戶（進程）訪問的設備。通常以一次設備使用過程為單位使用設備。 在申請設備時，如果設備空閑，就將其獨占，不再允許其它進程申請使用，一直等到該設備被釋放，才允許被其它進程申請使用。 . 設備的使用方法 分時共享式使用設備 獨占式使用設備時 ， 設備利用率很低 。 分時共享式設備是指在一段時間內(nèi)允許多個進程同時訪問的設備，當然，對于每一時刻而言，該類設備仍然只允許一個進程訪問。 可虛擬設備 ?可虛擬設備是指一臺物理設備采用虛擬技術后，可變成多臺邏輯上的
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