文档介绍：哈工大计算机科学与技术学院软件基础教研室操作系统授课教师:李治军授课教师:李治军 Operating System lizhijun_******@hit. lizhijun_******@hit. 综合楼综合楼 404 404 室室第 11 章 I/O 系统与终端 Chapter 11: I/O and Terminals - 2 - Operating System 回顾一下图灵机控制器纸带 0111 01 0 对应 CPU 管理(进程)!对应内存管理! 显示器键盘磁盘网卡等是操作系统的核心内容,让轮子转起来! I/O 管理是操作系统的重要内容,它让轮子转的更好! - 3 - Operating System 认识计算机外设与计算机! PCI 总线图形控制器 IDE 控制器总线控制器 CPU- 内存总线图灵机!扩展总线接口扩展总线并行口越来越多的任务超越了这个部分(如 Web)! - 4 - Operating System 想一想外设怎么工作? PCI 总线总线控制器 CPU- 内存总线 IDE 控制器发出一个读命令读完后向 CPU 发出中断将数据送往内存读磁盘 CPU 向控制器中的寄存器读写数据控制器完成真正的工作, 并向 CPU 发中断信号想让外设工作并不复杂! - 5 - Operating System I/O 系统想给用户提供一个什么样的视图? 从用户开始讲操作系统的故事总是合适的! - 6 - Operating System 看一段操纵外设的程序 int fd = open( “/dev/something ”); for ( int i = 0; i < 10; i++) { fprintf(fd ,” Count % d\n ”,i ); } close(fd ); (1) 不论什么设备都是 open, read, write, close 操作系统为用户提供统一的接口! (2) 不同的设备对应不同的文件(设备文件) 设备文件中存放了设备的属性! - 7 - Operating System 显然操作系统将完成…键盘命令系统调用接口 open() , read() , write() , close() 磁盘命令设备驱动设备属性数据进行解释键盘控制器磁盘控制器中断处理中断处理键盘磁盘称为 I/O 系统- 8 - Operating System I/O 系统如何向设备发命令? 系统接口设备命令设备控制器系统接口中断处理设备中断? I/O 系统向设备控制器发命令设备控制器的结构 read write control status 显存寄存器组硬件控制器总线接口- 9 - Operating System I/O 系统向哪里发送设备发命令? ?读写设备控制器的寄存器! 怎么读写? read write control status 显存寄存器组硬件控制器总线接口 mov [100], ax 关键是地址设备寄存器的编址独立编址:需要独立的指令(in, out) ,如 out 0x21, AL 内存映像编址:是内存物理地址空间的一部分,使用 mov 命令,如 mov [0x8000f000], AL 查查硬件手册就知道了! - 10 - Operating System I/O 系统发完命令后做什么? ?方案 1: 原地踏步等待! 发送 Read 命令 Read I/O 状态检查 I/O 状态没有就绪从 I/O 读取数据就绪将数据写内存原地踏步出错处理 in AL, 0x?? while(AL != reday ) { in AL, 0x?? } 读数据... 轮询!轮询浪费 CPU 资源(CPU 比外设快太多了)!