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Booting 第五章 设备管理MANAGING I/O DEVICES 5.1 I/O系统的组成 5.2 I/O 控制方式 5.3 缓冲管理 5.4 设备分配 5.5 设备驱动 5.6 磁盘存取设备管理 5.1 I/O系统的组成 5.1.1 I/O 设备分类 5.1.2 设备控制器 I/O模块的一般结构 5.1.2 设备控制器 1. 设备控制器的组成 2. 设备控制器的功能 枢轴 柱面 扇 5.1.3 I/O通道 通道类型 通道类型 通道类型 5.1.4 总线系统 PC系统总线发展 总线操作 5.2 I/O 控制方式 5.2.1 程序I/O方式 5.2.2 中断驱动I/O 控制方式 Linux的中断机制 5.2.3 DMA(direct memory access)控制方式 5.2.4 I/O通道控制方式 课后题 5.3 缓冲管理 5.3.1 为什么引入缓冲 5.3.2 I/O缓冲方式 5.3.3 缓冲池(Buffer Pool) 3.缓冲区工作方式 5.4 设备分配 5.4 设备分配 5.4.1 设备分配中的数据结构 1. 系统设备表（SDT） 2.控制器控制表、通道控制表 5.4.2设备分配时涉及的问题 5.4.3设备独立性 I/O软件的层次结构及功能 Language Translation: Source to Assembly to Machine Example of Resource Abstraction? Sample APIBSD UNIX Driver 5.4.4 独占设备的分配程序 Reconfigurable Device Drivers Coordinating the I/O Operation Direct I/O with Polling (Read) Interrupt Driven I/O (Read) Overlapping CPU Execution with I/O Read Must Wait for Completion Else, y=f(x)Could Use Old Value of x in Call 5.4.5 SPOOLing 技术Simultaneous Peripheral Operations On-Line SPOOLing 系统的组成 实例: 共享打印机 5.5 设备驱动 5.5.2设备驱动程序的处理过程 5.5.3 I/O完成中断处理程序的处理过程 The Context Switch Context Switch Pseudo Code Observations Switch: kernel ? process Kernel ? Process Interrupt Servicing Process ? Kernel 5.5.4 Linux设备管理 一、设备驱动程序基础 中断在驱动程序工作的过程中的作用 二、设备驱动程序的框架1. 驱动程序的注册与注销 2. 设备的打开与释放 3. 举例：一个简单的字符设备mouse 5.6 磁盘存取设备管理 Rotating Storage Surface Layout Platter View Disk in Action 5.6.2 磁盘调度 5.6.3 磁盘高速缓存(Disk Cache) 5.6.4 提高磁盘I/O速度的其他方法 5.6.5 磁盘冗余阵列 打开设备用open()完成; 如打印机用lp_open()打开。 打开设备过程需要执行如下操作： 检查与设备相关的错误 如果是首次打开，则初始化设备 如果需要，分配且设置设备文件的私有数据 递增设备使用的计数器 释放设备是由release()完成的 递减设备使用的计数器 释放文件中的私有数据所占的内存空间 如果属于最后一个释放，则关闭设备 假设有一个进程打开/dev/logibm文件(主设备号为10) VFS调用主设备号为10的通用open( )函数。 因为这类设备包括很多不同种类的设备, 因此有一个名为misc_open( )的函数。 这个函数根据次设备号装载一组更专用的文件操作。 最终结果是, 该文件的f_op域指向bus_mouse_fops表， 并调用open_mouse( )函数 检查总线鼠标是否被连接。 请求总线鼠标所使用的IRQ线, 也就是IRQ5, 并注册mouse_interrupt( )中断服务例程。 初始化一个类型为mouse_statu