第七章设备管理3

1、复习n什么是中断？n什么是关中断？什么是中断屏蔽？n根据中断源产生的条件可以把中断分为哪两种？n中断处理过程是怎样的？n引入缓冲技术的原因是什么？n缓冲技术是如何分类的？第七章 设备管理设备分配I/O进程控制设备驱动程序设备分配n进程提出设备资源申请n设备分配程序为之分配资源n若得不到资源排队等待，指导所需资源被释放设备分配n设备分配所用数据结构n1）系统设备表(SDT)：整个系统一张，记录所有外设情况（DCT指针、正在使用设备的进程标识，设备类型和标识）n2）设备控制表DCT：每个设备一张，反映设备特性（标识符、类型、地址、状态、等待队列指针等）n3）控制器表COCT：每个控制器一张，反映I

2、/O控制器的使用状态n4）通道控制表CHCT：每个通道一张，反映通道使用状态设备分配n各数据结构关系：n1）整个系统一张SDT，每个设备一张DCT，每个控制器一张COCT，每个通道一张CHCTn2） SDT中有一个DCT指针， DCT中有一个COCT指针， COCT中有一个CHCT指针数据结构表设备分配n设备分配原则：n1）提高设备使用效率，尽量让设备忙n2）避免分配不当造成进程死锁n3）具体物理设备对用户程序是透明的，分配程序负责把逻辑设备转化成物理设备设备分配方式n1）静态分配：在进程执行之前一次分配所要求的全部设备n优点：不会出现死锁n缺点：设备使用效率低n2）动态分配：在进程执行过程中

3、根据执行需要进行分配（分配策略：先请求先分配，优先级高者先分配）n优点：提高设备的利用率n缺点：可能造成死锁设备分配n设备分配策略：n1）先来先服务n2）优先级高者先分配设备分配n设备分配算法：n搜索SDT寻找DCTn搜索DCT寻找COCTn搜索COCT寻找CHCT第七章 设备管理设备分配I/O进程控制设备驱动程序I/O进程控制nI/O控制：从用户进程的输入输出请求开始，给用户进程分配设备和启动有关设备进行I/O操作，以及在I/O操作完成之后响应中断，进行善后处理为止的整个系统控制过程I/O进程控制的功能I/O进程控制的实现方式n作为请求I/O操作的进程的一部分实现n作为当前进程的一部分实现n

4、由专门的系统进程I/O进程完成第七章 设备管理设备分配I/O进程控制设备驱动程序设备驱动程序nI/O设备一般包括两个部分：控制器和设备本身n控制器是插在电路板上的一块芯片或一组芯片，这块电路板物理地控制设备，它从操作系统接收命令，控制器的任务是为操作系统提供一个简单的接口n例如：磁盘控制器接收一个命令从磁盘2读出11206号扇区，然后控制器把这个线性扇区号转化为柱面、扇区和磁头设备驱动程序n每类设备控制器都是不同的，所以需要不同的软件进行控制。n专门与控制器对话（发出命令并接收响应）的软件称为设备驱动程序。它一般由设备的制造商编写并随设备一起交付。设备驱动程序n因为每一个操作系统都需要自己的驱

5、动程序，设备制造商通常要为若干流行的操作系统提供驱动程序。n每个驱动程序通常处理一种类型的设备，或者至多处理一类紧密相关的设备。设备驱动程序n为了能够使用设备驱动程序，必须把设备驱动程序装入到操作系统中，这样它可以在核心态中运行重启系统无需重启系统，例如热插拔设备设备驱动程序n设备驱动程序：驱动物理设备和DMA控制器或I/O控制器等直接进行I/O操作的子程序的集合n设备驱动程序负责设置相应设备的有关寄存器的值，启动设备进行I/O操作，制定操作的类型和数据流向等nI/O控制进程为进程分配设备和缓冲区之后，可以调用所需的驱动程序进行I/O操作设备驱动程序的功能n(1) 接收由I/O进程发来的命令和

6、参数， 并将命令中的抽象要求转换为具体要求。n(2) 检查用户I/O请求的合法性，了解I/O设备的状态，传递有关参数，设置设备的工作方式。n(3) 发出I/O命令，如果设备空闲，便立即启动I/O设备去完成指定的I/O操作；如果设备处于忙碌状态，则将请求者的请求块挂在设备队列上等待。n(4) 及时响应由控制器或通道发来的中断请求，并根据其中断类型调用相应的中断处理程序进行处理。n(5) 对于设置有通道的计算机系统，驱动程序还应能够根据用户的I/O请求，自动地构成通道程序。设备驱动程序的特点n(1) 驱动程序主要是指在请求I/O的进程与设备控制器之间的一个通信和转换程序。 n(2) 驱动程序与设备

7、控制器和I/O设备的硬件特性紧密相关， 因而对不同类型的设备应配置不同的驱动程序。 n(3) 驱动程序与I/O设备所采用的I/O控制方式紧密相关。 n(4) 由于驱动程序与硬件紧密相关， 因而其中的一部分必须用汇编语言书写。设备驱动程序的处理过程n1. 1. 将抽象要求转换为具体要求将抽象要求转换为具体要求n（例如:将磁盘块号转换为磁盘的盘面、 磁道号及扇区号） n2. 2. 检查检查I/OI/O请求的合法性请求的合法性n（例如：用户试图从打印机输入数据，系统应拒绝）（例如：用户试图从打印机输入数据，系统应拒绝） n3. 3. 读出和检查设备的状态读出和检查设备的状态 n（例如：为了向某设备写入数据，此前应先检查该设备是否处于（例如：为了向某设备写入数据，此前应先检查该设备是否处于接收就绪状态）接收就绪状态）n4. 4. 传送必要的参数传送必要的参数n（例如：在启动磁盘进行读（例如：在启动磁盘进行读/ /写之前，应将本次要传送的字节数和写之前，应将本次要传送的字节数和数据应到达的内存始址，送入控制器的相应寄存器中）数据应到达的内存始址，送入控制器的相应寄存器中） n5. 5. 工作方式的设置工作方式的设置 n（例如：利用（例如：利用RS-232RS-232接口进行异步通信，应按通信