第六章设备管理(pdf 37)

第六章设备管理目的与要求：理解设备管理子系统的层次、理解设备管理子系统的层次、理解设备管理子系统的层次、理解设备管理子系统的层次、功能及技术功能及技术功能及技术功能及技术重点与难点：层次结构，设备驱动程序，缓层次结构，设备驱动程序，缓层次结构，设备驱动程序，缓层次结构，设备驱动程序，缓冲技术，虚拟设备技术冲技术，虚拟设备技术冲技术，虚拟设备技术冲技术，虚拟设备技术来自中国最大的资料库下载主要目录主要目录主要目录主要目录♦2设备设备设备设备I/O子系统子系统子系统子系统–2.1设备的使用方法设备的使用方法设备的使用方法设备的使用方法–2.2I/O层次结构层次结构层次结构层次结构–2.3缓冲技术缓冲技术缓冲技术缓冲技术–2.4设备分配设备分配设备分配设备分配–2.5设备驱动程序设备驱动程序设备驱动程序设备驱动程序来自设备输入设备输入设备输入设备输入////输出子系统输出子系统输出子系统输出子系统6.2.16.2.16.2.16.2.1设备的使用方法设备的使用方法设备的使用方法设备的使用方法一、设备相关系统调用简介1.申请设备该系统调用中有参数说明要申请的设备名该系统调用中有参数说明要申请的设备名该系统调用中有参数说明要申请的设备名该系统调用中有参数说明要申请的设备名称，操作系统处理该系统调用时，会按照设称，操作系统处理该系统调用时，会按照设称，操作系统处理该系统调用时，会按照设称，操作系统处理该系统调用时，会按照设备特性（是独占还是分时共享式使用）及设备特性（是独占还是分时共享式使用）及设备特性（是独占还是分时共享式使用）及设备特性（是独占还是分时共享式使用）及设备的占用情况来备的占用情况来备的占用情况来备的占用情况来分配设备分配设备分配设备分配设备，返回申请是否成，返回申请是否成，返回申请是否成，返回申请是否成功标志。功标志。功标志。功标志。2.将数据写入设备3.从设备读取数据4.释放设备。申请设备的逆操作申请设备的逆操作申请设备的逆操作申请设备的逆操作。来自中国最大的资料库下载说明说明说明说明：：：：•上述的系统调用主要用于对人上述的系统调用主要用于对人上述的系统调用主要用于对人上述的系统调用主要用于对人----机交互类机交互类机交互类机交互类慢速外设的使用。慢速外设的使用。慢速外设的使用。慢速外设的使用。•对于对于对于对于存储类外设存储类外设存储类外设存储类外设，用户程序一般通过对文，用户程序一般通过对文，用户程序一般通过对文，用户程序一般通过对文件的访问，由文件管理模块读写存储外设间件的访问，由文件管理模块读写存储外设间件的访问，由文件管理模块读写存储外设间件的访问，由文件管理模块读写存储外设间接使用它们，系统也提供直接使用存储类外接使用它们，系统也提供直接使用存储类外接使用它们，系统也提供直接使用存储类外接使用它们，系统也提供直接使用存储类外设的接口。设的接口。设的接口。设的接口。•对于对于对于对于网络通信外设网络通信外设网络通信外设网络通信外设，用户级程序也不直接，用户级程序也不直接，用户级程序也不直接，用户级程序也不直接使用它们，用户通过使用它们，用户通过使用它们，用户通过使用它们，用户通过SOCKETSOCKETSOCKETSOCKET通信系统调用接通信系统调用接通信系统调用接通信系统调用接口调用口调用口调用口调用TCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IP层程序，由层程序，由层程序，由层程序，由IPIPIPIP层程序选择调用层程序选择调用层程序选择调用层程序选择调用网络通信设备驱动程序。网络通信设备驱动程序。网络通信设备驱动程序。网络通信设备驱动程序。来自中，也可以用如下的系统调用将中，也可以用如下的系统调用将中，也可以用如下的系统调用将中，也可以用如下的系统调用将数据直接写入软盘中：数据直接写入软盘中：数据直接写入软盘中：数据直接写入软盘中：fdfdfdfd=open(=open(=open(=open(“/dev/fd0/dev/fd0/dev/fd0/dev/fd0”,O,O,O,O＿＿＿＿RDRW)RDRW)RDRW)RDRW)；；；；申请软盘，申请软盘，申请软盘，申请软盘，/dev/fd0/dev/fd0/dev/fd0/dev/fd0代表软盘代表软盘代表软盘代表软盘。。。。lseek(fd,1004,0)lseek(fd,1004,0)lseek(fd,1004,0)lseek(fd,1004,0)；；；；将软盘当前将软盘当前将软盘当前将软盘当前I/OI/OI/OI/O位置定位到位置定位到位置定位到位置定位到1024102410241024字节位置。字节位置。字节位置。字节位置。Write(fd,buffer,36)Write(fd,buffer,36)Write(fd,buffer,36)Write(fd,buffer,36)；；；；将用户缓冲区将用户缓冲区将用户缓冲区将用户缓冲区bufferbufferbufferbuffer中中中中的的的的36363636个字节写入软盘个字节写入软盘个字节写入软盘个字节写入软盘1024102410241024～～～～1059105910591059字节。字节。字节。字节。……close(fdclose(fdclose(fdclose(fd))))；；；；释放软盘。释放软盘。释放软盘。释放软盘。显然，这样的使用方式绕过了文件管理，而显然，这样的使用方式绕过了文件管理，而显然，这样的使用方式绕过了文件管理，而显然，这样的使用方式绕过了文件管理，而直接读／写软盘空间。当然你必须清楚软盘的什直接读／写软盘空间。当然你必须清楚软盘的什直接读／写软盘空间。当然你必须清楚软盘的什直接读／写软盘空间。当然你必须清楚软盘的什么位置存放了什么信息，才能做到正确的读写。么位置存放了什么信息，才能做到正确的读写。么位置存放了什么信息，才能做到正确的读写。么位置存放了什么信息，才能做到正确的读写。来自中国最大的资料库下载二、独占式共享使用设备二、独占式共享使用设备二、独占式共享使用设备二、独占式共享使用设备独占式共享使用设备是以一次设备使用过独占式共享使用设备是以一次设备使用过独占式共享使用设备是以一次设备使用过独占式共享使用设备是以一次设备使用过程（包含多次程（包含多次程（包含多次程（包含多次I/OI/OI/OI/O操作）为单位使用设备。操作）为单位使用设备。操作）为单位使用设备。操作）为单位使用设备。在申请设备时，如果设备空闲，就将其在申请设备时，如果设备空闲，就将其在申请设备时，如果设备空闲，就将其在申请设备时，如果设备空闲，就将其独占，不再允许其他进程申请使用，一直独占，不再允许其他进程申请使用，一直独占，不再允许其他进程申请使用，一直独占，不再允许其他进程申请使用，一直等到该设备被释放，才允许被其他进程申等到该设备被释放，才允许被其他进程申等到该设备被释放，才允许被其他进程申等到该设备被释放，才允许被其他进程申请使用。请使用。请使用。请使用。来自中国最大的资料库下载三、分时式共享使用设备三、分时式共享使用设备三、分时式共享使用设备三、分时式共享使用设备独占式共享使用设备时，设备利用率很独占式共享使用设备时，设备利用率很独占式共享使用设备时，设备利用率很独占式共享使用设备时，设备利用率很低。低。低。低。如果一个逻辑上完整的数据可以用设备如果一个逻辑上完整的数据可以用设备如果一个逻辑上完整的数据可以用设备如果一个逻辑上完整的数据可以用设备的一次的一次的一次的一次I/OI/OI/OI/O操作完成，不必要对该设备进行操作完成，不必要对该设备进行操作完成，不必要对该设备进行操作完成，不必要对该设备进行独占方式的申请使用。在申请这种设备时，独占方式的申请使用。在申请这种设备时，独占方式的申请使用。在申请这种设备时，独占方式的申请使用。在申请这种设备时，不必检查是否已被占用，只要简单累加设备不必检查是否已被占用，只要简单累加设备不必检查是否已被占用，只要简单累加设备不必检查是否已被占用，只要简单累加设备使用者计数即可。使用者计数即可。使用者计数即可。使用者计数即可。所谓分时式共享就是以一次所谓分时式共享就是以一次所谓分时式共享就是以一次所谓分时式共享就是以一次I/OI/OI/OI/O为单位分为单位分为单位分为单位分时使用设备，不同进程的时使用设备，不同进程的时使用设备，不同进程的时使用设备，不同进程的I/OI/OI/OI/O操作请求以排操作请求以排操作请求以排操作请求以排队方式分时地占用设备进行队方式分时地占用设备进行队方式分时地占用设备进行队方式分时地占用设备进行I/OI/OI/OI/O。。。。来自中国最大的资料库下载四、以四、以四、以四、以SPOOLingSPOOLingSPOOLingSPOOLing方式使用外设方式使用外设方式使用外设方式使用外设SPOOLingSPOOLingSPOOLingSPOOLing技术是在批处理操作系统时代引入技术是在批处理操作系统时代引入技术是在批处理操作系统时代引入技术是在批处理操作系统时代引入的，即所谓的，即所谓的，即所谓的，即所谓假脱机输入假脱机输入假脱机输入假脱机输入////输出技术输出技术输出技术输出技术：：：：对输入／输出对输入／输出对输入／输出对输入／输出操作成批处理操作成批处理操作成批处理操作成批处理。。。。例如例如例如例如::::所有输出数据已经写到文件当中，并排所有输出数据已经写到文件当中，并排所有输出数据已经写到文件当中，并排所有输出数据已经写到文件当中，并排到打印输出队列，打印进程申请占用打印机后，到打印输出队列，打印进程申请占用打印机后，到打印输出队列，打印进程申请占用打印机后，到打印输出队列，打印进程申请占用打印机后，成批读出文件中数据，并送打印机打印出去。成批读出文件中数据，并送打印机打印出去。成批读出文件中数据，并送打印机打印出去。成批读出文件中数据，并送打印机打印出去。打印请求队列打印请求队列打印请求队列打印请求队列（含要打印文（含要打印文（含要打印文（含要打印文件）件）件）件）打印daemon进程打印机来自软件的设计目标和原则I/O软件总体设计目标:♦高效率。♦通用性。I/O软件总体设计要考虑的问题：♦设备无关性。♦出错处理。♦同步（阻塞）—异步（中断驱动）传输。♦独占性外围设备和共享性外围设备。来自输入输入输入输入////输出层次结构输出层次结构输出层次结构输出层次结构通常，操作系统将设备管理系统划分并通常，操作系统将设备管理系统划分并通常，操作系统将设备管理系统划分并通常，操作系统将设备管理系统划分并组织成三个层次：组织成三个层次：组织成三个层次：组织成三个层次：•用户层用户层用户层用户层I/OI/OI/OI/O；；；；•设备无关的设备无关的设备无关的设备无关的I/OI/OI/OI/O；；；；•设备驱动及中断处理设备驱动及中断处理设备驱动及中断处理设备驱动及中断处理；；；；用户层I/O设备驱动及中断处理硬件系统调用接口，设备无关的操作系统软件来自设备无关设备无关设备无关设备无关的的的的I/OI/OI/OI/O设备驱动及设备驱动及设备驱动及设备驱动及中断处理中断处理中断处理中断处理硬件硬件硬件硬件设备管理子系统设备管理子系统设备管理子系统设备管理子系统逻辑结构图逻辑结构图逻辑结构图逻辑结构图来自软件软件软件软件组成组成组成组成I/