第六章 设备驱动程序

设备驱动程序是I/O系统的高层与设备控制器之间的通信程序，其主要任务：

    接收上层软件发来的抽象I/O要求，如read、write等命令；

    再把它转化为具体要求，发送给设备控制器，启动设备去执行。

    反方向，它也将由设备控制器发来的信号，传送给上层软件。

1.驱动程序的功能

(1)接收由与设备无关的软件发来的命令和参数，并将命令中的抽象要求，转换为与设备相关的低层操作序列；

(2)检查用户I/O请求的合法性，了解I/O设备的工作状态，传递与I/O设备操作有关的参数，设置设备的工作方式；

(3)发出I/O命令，如果设备空闲，便立即启动I/O设备，完成指定的I/O操作；如果设备忙碌，则将请求者挂在设备队列上等待；

(4)及时响应由设备控制器发来的中断请求，并根据其中断类型，调用相应的中断处理程序进行处理。

2.设备驱动程序的特点

(1)驱动程序是与设备无关的软件和设备控制器之间通信和转换的程序。

(2)驱动程序，与设备控制器和I/O设备的硬件特性，紧密相关。     

(3)驱动程序与I/O设备所采用的I/O控制方式紧密相关。

(4)由于驱动程序与硬件紧密相关，因而其中的一部分必须用汇编语言编写。

(5)驱动程序应允许可重入，一个正在运行的驱动程序常会在一次调用完成前被再次调用。

3.设备处理方式

具体分类

(1)为每一类设备设置一个进程，专门用于执行这类设备的I/O操作。这种方式比较适合于较大的系统；

(2)在整个系统中设置一个I/O进程，专门用于执行系统中所有各类设备的I/O操作。也可以设置一个输入进程和一个输出进程，分别处理系统中的输入或输出操作；

(3)不设置专门的设备处理进程，而只为各类设备设置相应的设备驱动程序，供用户或系统进程调用。这种方式目前用得较多。

4.驱动程序处理过程

I/O设备与控制器间的通信转换程序

    了解抽象命令，了解控制器内部的寄存器结构

与硬件密切相关，每类设备配备一种驱动程序

    功能：接受解释指令（有通道的系统，自动通道程序）、相关判断、发送设备命令、响应中断

    特点，控制方式不同程序不同，部分固化进硬件，代码可重入。

5. I/O控制方式

程序I/O方式

1、中断驱动I/O方式

2、直接存储器访问DMA（字节—块）

3、I/O通道控制方式（组织传送的独立）

宗旨：减少主机对I/O控制的干预，将CPU从繁杂的I/O控制事物中解脱出来。