《Linux设备管理》课件

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1、第六章Linux设备管理设备管理概述总线、桥、端口、接口设备驱动Linux块设备管理块设备bufferheadbio和bio_vecI/O请求队列(Requestqueue)调度算法deadline、as、cfq、noopLinux其他设备管理字符设备网络设备/时钟设备/终端设备设备管理相关技术中断DMA1设备分类(1)输入设备、输出设备输入设备：键盘、鼠标输出设备：显示器、打印机输入/输出设备：磁盘、网络、串口设备系统设备与外部设备系统设备：系统时钟、系统扬声器、总线接口系统设备的驱动由内核本身完成外部设备：外部设备的驱动由专门的

2、驱动程序实现，以内核模块的方式附加到内核中外部设备可以被安装和卸载，而系统设备则不能2设备分类(2)独占设备与共享设备独占设备:在某一时间段内只能被一个进程所使用的设备打印机、终端设备等共享设备:允许多个进程同时使用的设备。磁盘等存储设备:允许多个进程同时访问文件，存取文件的数据字符设备与块设备字符设备：终端设备(显示器、键盘、鼠标等)、打印机、串口设备顺序访问块设备：磁盘、光盘、闪存随即访问块设备都是以“文件系统挂载”的方式进行访问3设备管理设备管理目标从资源的角度出发要尽可能地提高设备的使用效率，提高I/O系统的性能；从用户的角

3、度出发设备管理系统要屏蔽各种设备的物理特性，为用户提供一个统一的、方便的I/O操作界面设备管理功能设备分配根据设备的特点对设备进行合理的分配和调度设备驱动根据进程的I/O请求，启动设备操作，控制数据传输设备中断处理：对设备产生的中断进行处理虚拟设备：用共享设备模拟独占设备，实现虚拟设备4设备与系统的接口外部物理设备无法直接与CPU相连接的，存在以下差异控制方式不同CPU是数字化命令，而设备需要物理信号来控制传输方式不同CPU以字节为数据传输单位，设备可能以位或者块为单位速度不匹配设备的工作速度要比CPU慢许多时序不一致设备的定时控制

4、电路，难以与CPU的时钟一致信息形式不同CPU处理信息是数字的，设备则可能是模拟的总线、桥、端口、接口Busses,Bridges,Ports,andInterfaces5第六章Linux设备管理设备管理概述总线、桥、端口、接口设备驱动Linux块设备管理块设备bufferheadbio和bio_vecI/O请求队列(Requestqueue)调度算法deadline、as、cfq、noopLinux其他设备管理字符设备网络设备/时钟设备/终端设备设备管理相关技术中断DMA6总线(bus)与桥(bridge)总线(bus)以总线为纽

5、带，系统板上的部件都通过总线相连，所有的信号都要通过总线进行传输。aprocessorcommunicateswithitssurroundingdevicesisthroughaseriesofelectricalconnections(line).addressbusdatabuscontrolbus北桥vs.南桥Bridge是两个bus之间连接硬件front-sidebus7总线(bus)IntelHubsThenewerIntelsystemarchitecturehasmovedtotheconceptofhubsGMCH

6、GraphicsandMemoryControllerHubICHI/OControllerHub8总线(bus)AMDHyperTransportPCIcompatible9总线(bus)总线由CPU控制CPU通过总线访问内存和设备，以及控制在内存和设备之间传输数据独占使用方式总线采用独占使用方式，任何设备若需要直接和内存交换数据，先要申请总线使用权，获得使用权后独占总线进行通信数据交换字符设备CPU与慢速字符设备交换数据时，由CPU控制设备与内存之间的数据交换输入时，CPU从控制器中将数据读到CPU的寄存器中，再写到内存单元输出

7、时，将内存数据读到CPU的寄存器中，再写到控制器的数据寄存器中块设备CPU与某些高速的块设备交换数据时，以DMA方式进行DMA控制器先申请总线使用权，然后控制设备直接与内存传输数据10端口、接口设备适配器与设备显卡vs.显示器声卡vs.音响网卡vs.网线设备适配器(控制器)通过总线插槽(ISA或PCI等)接入系统总线11端口、接口出于通用性设计的考虑，计算机硬件结构都提供了一些标准的设备接口，这些接口遵照统一的标准来设计，不同的设备只要遵从同一标准即可通过该接口与系统连接。I/O接口分为两类通用接口如串口、并口、USB接口专用接口I

8、DE(IntegratedDeviceElectronics，集成设备电路)SCSI接口一个I/O接口可以带多个同类型的设备例如一个IDE接口可以带两个IDE磁盘驱动器标准的I/O接口为设备的开发和使用提供了方便12端口、接口设备资源