[工學(xué)]os_20_設(shè)備管理與io-展示頁
2024-10-27 23:41本頁面
【正文】 ? Linux采用 0x80作為系統(tǒng)調(diào)用所采用的中斷向量，用于陷入核心態(tài)，進(jìn)行核心處理 2021/11/10 9 中斷處理過程 ① CPU檢查響應(yīng)中斷的條件是否滿足。 – 其中斷源發(fā)中斷請(qǐng)求或軟中斷信號(hào)后， CPU或接收進(jìn)程在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)自動(dòng)進(jìn)行中斷處理或完成軟中斷信號(hào)所對(duì)應(yīng)的功能。 ? 陷阱處理程序通常被規(guī)定在各自的進(jìn)程上下文中執(zhí)行，而中斷處理程序則一定在系統(tǒng)上下文中執(zhí)行。 ? CPU在執(zhí)行完一條指令之后，下一條指令開始之前響應(yīng)中斷，而陷阱則可能是在指令執(zhí)行期間發(fā)生并被處理。 2021/11/10 5 中斷和陷阱的區(qū)別 ? 陷阱通常由處理機(jī)正在執(zhí)行的現(xiàn)行指令引起，而中斷則是由與現(xiàn)行指令無關(guān)的中斷源引起的。 – 內(nèi)中斷主要指在處理機(jī)和內(nèi)存內(nèi)部產(chǎn)生的中斷。設(shè)備管理與 IO（ 2） 胡燕 2021/11/10 2 內(nèi)容綱要 ? 中斷 ? IO緩沖 ? 設(shè)備分配 2021/11/10 3 中斷的概念 ? 中斷源 – 引起中斷發(fā)生的事件 ? 中斷請(qǐng)求 – 中斷源向 CPU發(fā)出的請(qǐng)求中斷處理信號(hào) ? 中斷響應(yīng) – CPU收到中斷請(qǐng)求后，轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的中斷處理程序 ? 中斷優(yōu)先級(jí) – 為使系統(tǒng)能及時(shí)響應(yīng)并處理發(fā)生的所有中斷，系統(tǒng)根據(jù)引起中斷事件的重要性和緊迫程度，硬件將中斷源分為若干個(gè)級(jí)別 2021/11/10 4 中斷的分類 ? 根據(jù)中斷源產(chǎn)生的條件，可把中斷分為外中斷 和 內(nèi)中斷 。 – 外中斷是指來自外部設(shè)備的中斷，外中斷在狹義上一般被稱為中斷。內(nèi)中斷一般稱為陷阱 (trap)。 ? 陷阱處理程序提供的服務(wù)為當(dāng)前進(jìn)程所用，而中斷處理程序提供的服務(wù)則不是為了當(dāng)前進(jìn)程的。 – 例如執(zhí)行指令非法時(shí)，盡管被執(zhí)行的非法指令不能執(zhí)行結(jié)束，但 CPU仍可對(duì)其進(jìn)行處理。 2021/11/10 6 軟中斷 ? 軟中斷則是通信進(jìn)程之間用來模擬硬中斷的一種信號(hào)通信方式。 – 在有些系統(tǒng)中，大部分的陷阱是轉(zhuǎn)化為軟中斷處理的。 CPU響應(yīng)中斷的條件是 : 有來自于中斷源的中斷請(qǐng)求、 CPU允許中斷。 ③ 保存被中斷進(jìn)程現(xiàn)場(chǎng)。在多個(gè)中斷請(qǐng)求同時(shí)發(fā)生時(shí)，處理優(yōu)先級(jí)最高的。對(duì)陷阱來說，在有些系統(tǒng)中則是通過陷阱指令向當(dāng)前執(zhí)行進(jìn)程發(fā)軟中斷信號(hào)后調(diào)用對(duì)應(yīng)的處理子程序執(zhí)行。 ⑦開中斷， CPU繼續(xù)執(zhí)行。 引入緩沖的必要性 引入緩沖的一個(gè)例子是網(wǎng)絡(luò)通信：如果從遠(yuǎn)地終端發(fā)來數(shù)據(jù) (串行 )僅用 1個(gè) bit緩沖來接收，則必須在每收到一位數(shù)據(jù)時(shí)便中斷 CPU一次。 2021/11/10 12 1bit/100μ s 8位緩沖 中斷通知 CPU CPU響應(yīng)取走處理 （ 800μs內(nèi) ） 1bit/100μ s 1位緩沖 中斷通知 CPU CPU響應(yīng)取走處理 （ 100μs內(nèi) ） 端口 (1位緩沖 ) (8位緩沖 ) 緩沖的引入 寄存器 2021/11/10 13 ? 進(jìn)程讀取數(shù)據(jù)塊時(shí)，若已在緩沖區(qū)就立刻讀取，不阻塞進(jìn)程。 ? 當(dāng)進(jìn)程輸出數(shù)據(jù)塊到磁帶或磁盤時(shí)，只需寫入緩沖區(qū)，直到緩沖區(qū)滿之后才開始啟動(dòng)磁帶或磁盤。利用緩沖區(qū)實(shí)現(xiàn)的這種功能就稱為 延遲寫 。 緩沖的引入 引入緩沖的必要性 2021/11/10 14 凡是數(shù)據(jù)到達(dá)速率與數(shù)據(jù)離去速率不同的地方都可以設(shè)置緩沖區(qū) 。 ? 另一種方法是利用 系統(tǒng)內(nèi)存空間和軟件方法 實(shí)現(xiàn)的緩沖技術(shù)，也稱軟件緩沖。 緩沖的引入 引入緩沖的必要性 2021/11/10 15 緩沖的種類 緩沖技術(shù)是利用空間來換取時(shí)間 ，加快系統(tǒng) I/O數(shù)據(jù)處理速度。 根據(jù)系統(tǒng)不同配置，一般可把緩沖技術(shù)分為單緩沖、雙緩沖和多緩沖以及緩沖池幾種。
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