Лекция: Управление вводом-выводом в ОС (ОС)

ОС взаимодействует с УВВ как с ресурсами. УВВ тоже тесно взаимодействуют с ОС. УВВ обычно состоят из контроллера и самого устр-ва.

Контроллер — набор микросхем на вставляемой в разъем плате, физически управляющее устр-во. Он принимает команды ОС и выполняет их. Фактическое управление устр-вом очень сложно и требует высокого уровня детализации. Поэтому в функции контроллера входит представление простого интерфейса для ОС.

Само устр-во. Т.к. настоящий интерфейс устройства скрыт с помощью контроллера, ОС видит только интерфейс контроллера, к-ый может сильно отличаться от интерфейса самого устр-ва.

Прога, к-ая общается с контроллером, — драйвер устр-ва. Для использования драйвера его нужно установить в ОС так, чтобы он мог работать в режиме ядра. Есть три способа установки драйвера в ядро: заново скомпоновать ядро вместе с новым драйвером и затем перезагрузить ОС (так работает множество ОС Unix); создать запись во входящем в ОС файле, говорящую о том, что требуется драйвер и затем перезагрузить ОС; во время начальной загрузки ОС сама находит нужные драйверы и загружает их (так работает Windows); ОС может принимать новые драйверы, не прерывая работы, и оперативно устанавливать их, не нуждаясь в перезагрузке.

Для связи с каждым контроллером сущ-ет небольшое количество регистров. На некоторых компьютерах отображаются в адресное пространство ОС, поэтому их можно читать или записывать как обычные слова в памяти, т.е. на таких машинах не нужны спец команды I/O. На других компьютерах регистры устройств располагаются в специальных портах I/O, и каждый регистр имеет свой адрес порта. На этих машинах в режиме ядра доступны команды IN и OUT. Они позволяют драйверам считывать и записывать регистры. Первая схема устраняет необходимость специальных команд I/O, но использует некоторое количество адресного пространства. Вторая схема не затрагивает адресного пространства, но требует наличия специальных команд. Обе схемы широко используются.