Способи виконання операцій введення-виведення

Символьні, блокові та мережні драйвери пристроїв

Ще одна важлива класифікація драйверів уперше з'явилася в UNIX і відтоді її широко використовують, оскільки вона добре відображає специфіку різних при­строїв. Пристрої та драйвери відповідно до цієї класифікації розділяються на три категорії: блокові або блок-орієнтовані (block-oriented, block), символьні або байт-орієнтовані (character-oriented, character) і мережні (network).

- Для блокових пристроїв дані зберігають блоками однакового розміру, при цьому кожен блок має свою адресу, і за допомогою відповідного драйвера до нього можна отримати прямий доступ. Основним блоковим пристроєм є диск.

- Символьні пристрої розглядають дані як потік байтів, при цьому окремий байт адресований бути не може. Прикладами таких пристроїв є модем, клавіа­тура, миша, принтер тощо. Базовими системними викликами для символьних пристроїв є виклики читання і записування одного байта.

- Окремою категорією є мережні пристрої, які надаються прикладним програ­мам у вигляді мережних інтерфейсів зі своїм набором допустимих операцій, які відображають специфіку мережного введення-виведення (наприклад, не­надійність зв'язку). Деякі ОС реалізують у вигляді мережних драйверів не тільки засоби доступу до пристроїв, але й мережні протоколи.

Зовнішній пристрій взаємодіє із комп'ютерною системою через точку зв'язку, яку називають портом (port). Якщо кілька пристроїв з'єднані між собою і можуть об­мінюватися повідомленнями відповідно до заздалегідь визначеного протоколу, то кажуть, що вони використовують шину (bus).

Як відомо, пристрої зв'язуються із комп'ютером через контролери. Є два базо­ві способи зв'язку із контролером: через порт введення-виведення (I/O port) і ві­дображувану пам'ять (memory-mapped I/O). У першому випадку дані пересила­ють за допомогою спеціальних інструкцій, у другому — робота із певною ділян­кою пам'яті спричиняє взаємодію із контролером.

Деякі пристрої застосовують обидві технології відразу. Наприклад, графічний контролер використовує набір портів для організації керування і регіон відобра­жуваної пам'яті для зберігання вмісту екрана.

Спілкування із контролером через порт звичайно зводиться до використання чотирьох регістрів. Команди записують у керуючий регістр (control), дані — у ре­гістр виведення (data-out), інформація про стан контролера може бути зчитана із регістра статусу (status), дані від контролера — із регістра введення (data-in). Ядро ОС має реєструвати всі порти введення-виведення і діапазони відображува­ної пам'яті, а також інформацію про використання пристроєм порту і діапазону.

Дата добавления: 2014-01-07