Драйверы устройств

Виды прерываний

Обработка прерываний как основа работы систем реального времени

Резюме к главе 3

1. Основное назначение файловой системы – управление размещение информации на внешнем запоминающем устройстве.

2. Современные файловые системы характеризуются многоуровневой структурой, составляющей частью которой является подсистема ввода-вывода.

Контрольные вопросы к главе 3

1. Каково назначение файловой системы? 2. В чем отличие древовидной структуры файлов от сетевой? 3. Каким образом организовано хранение информации в файле?

ГЛАВА 4. УПРАВЛЕНИЕ АППАРАТНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ ЭВМ

Прерывание – событие, при котором изменяется нормальная последовательность команд, выполняемых процессором. Сигнал прерывания обрабатывается аппаратурой, а управление передается ОС.

Известно шесть типов прерываний: прерывание по вызову супервизора (вызывается процессом); прерывание ввода-вывода (инициируется аппаратурой ввода-вывода); внешние прерывания (из-за истечения кванта времени, нажатия определенных клавиш или приема сигналов от другого процессора); прерывание по рестарту; прерывание по ошибке программы; прерывание по ошибке аппаратных средств без комментариев.

Прерывания должны быть скрыты как можно глубже в недрах операционной системы, чтобы как можно меньшая часть ОС имела с ними дело. Наилучший способ состоит в разрешении процессу, инициировавшему операцию ввода-вывода, блокировать себя до завершения операции и наступления прерывания. В любом случае эффект от прерывания будет состоять в том, что ранее заблокированный процесс теперь продолжит свое выполнение.

Весь зависимый от устройства код помещается в драйвер устройства. Каждый драйвер управляет устройствами одного типа или, может быть, одного класса.

В операционной системе только драйвер устройства знает о конкретных особенностях какого-либо устройства. Например, только драйвер диска имеет дело с дорожками, секторами, цилиндрами, временем установления головки и другими факторами, обеспечивающими правильную работу диска.

Драйвер устройства принимает запрос от устройств программного слоя и решает, как его выполнить. Типичным запросом является чтение n блоков данных. Если драйвер был свободен во время поступления запроса, то он начинает выполнять запрос немедленно. Если же он был занят обслуживанием другого запроса, то вновь поступивший запрос присоединяется к очереди уже имеющихся запросов, и он будет выполнен, когда наступит его очередь.

Первый шаг в реализации запроса ввода-вывода, например, для диска, состоит в преобразовании его из абстрактной формы в конкретную. Для дискового драйвера это означает преобразование номеров блоков в номера цилиндров, головок, секторов, проверку, работает ли мотор, находится ли головка над нужным цилиндром. Короче говоря, он должен решить, какие операции контроллера нужно выполнить и в какой последовательности.

После передачи команды контроллеру драйвер должен решить, блокировать ли себя до окончания заданной операции или нет. Если операция занимает значительное время, как при печати некоторого блока данных, то драйвер блокируется до тех пор, пока операция не завершится, и обработчик прерывания не разблокирует его. Если команда ввода-вывода выполняется быстро (например, прокрутка экрана), то драйвер ожидает ее завершения без блокирования.

Дата добавления: 2014-12-08