Решение - в контексте задачи создается буфер IOSB (Input Output Status Block), в который драйвер помещает результаты выполнения операции. Это же происходит и при блокирующий запросах, но все это делается неявно.

Итак, для выполнения операции нужно следующее:

1. Запрос (код операции, параметры)

2. Координаты запроса (FCB, #LBN, длина)

3. Адрес буфера

4. IOSB

5. Объект синхронизации.

Буферизованный и небуферизованный обмен

IORP - структура для хранения параметров запроса ввода-вывода. ОС копирует в этот пакет параметры из запроса QIO, которые хранятся в системе. Т.е. параметры в системном пуле и не […..]. Этими параметрами можно пользоваться. Если параметры типа указатель, то они имеют смысл только в контексте задачи. Если на процессоре наша задача, то в CR3 нужное страничное преобразование. Если на CR3 адрес ТСП другого приложения, то указатель будет неправильным. Поэтому драйвер не сможет выполнить обмен с буфером. Надо драйверу передать корректный указатель. Указатель должен существовать в контексте драйвера. Нужно получить новый логический адрес - в контексте драйвера. Нужно выяснить физический адрес буфера, полностью преобразовать его в логический адрес в контексте драйвера.

У драйвера контекст является контекстом, который совпадает с физической памятью. Т.е. там физический адрес совпадает с линейным. И этот адрес кладем в IORP. Поэтому нужно запретить перемещение и выгрузку - зафиксировать страницу. Также нужно запретить свопинг задач (выгрузка задачи полностью на диск).

Если таких задач много (зафиксировавшихся), то система начинает тормозить, и, в конце концов, падает.

Поэтому обмен между драйвером и буфером нужно делать через специальную область памяти - неперемещаемую.

Буферизованный обмен - это обмен через специальную область памяти - неперемещаемую. На самом деле при таком обмене существуют 2 буфера - один в неперемещаемой области памяти, второй в области приложения.

Запись: ОС заводит системный буфер, копирует туда буфер задачи, драйвер читает из буфера.

Чтение: ОС заводит буфер, драйвер пишет туда, ОС копирует из системного буфера в буфер приложения.

Это позволяет не ограничивать функции задачи.

Проблемы здесь в размерах. Например, по кластерам 128кБ на кластер.

Буферизованный обмен - для медленных, с небольшими буферами [устройств].

Небуферизованный - для быстрых и с большими буферами.

Запланированный ввод/вывод

Ничего нет.

На примере MS-DOS (система с начальной настройкой)

PnP - аппаратный интерфейс, служащий для динамической конфигурации и реконфигурации системы.

Этот механизм предполагает:

1. сигнализацию о вставлении/удалении устройства

2. идентификацию устройств.

PnP не может осуществлять динамическую реконфигурацию самой ОС, а только внешних устройств.

Драйверы

Драйверы надо писать если:

- данный ресурс будет разделяемым

- данным устройством можно управлять только из контекста ядра.

Второе условие означает, что прикладная программа может не успевать обрабатывать данные.

Синхронные запросы: полученные с их помощью данные потерять нельзя. Такими устройствами можно управлять из прикладной задачи (это обычно специализированные устройства). Драйвер писать неэффективно.

Драйверы устройств, не поддерживающих прерывания

Если устройство не генерирует прерывание, то точка входа драйвера по прерыванию цепляется к таймеру (для опроса) - polling.

Если READY = 1, то операция, запрошенная у ВУ завершена. Этот бит постоянно опрашивается (программно).

Если работаем в ВУ на прикладном уровне, то придется самим опрашивать регистры ВУ. В серьезных ОС прерывания на прикладном уровне недопустимы.

Файлы и файловые системы

Файловая система - это набор правил хранения и обработки информации.

Файловый процессор - программа, которая выполняет эти правила.

В правилах есть постоянные и переменные параметры. Переменные параметры должны быть определены в метке тома. Ее положение - жестко заданная константа в любой ФС. Том - накопитель ФС.

Задачи ФС:

1. Оптимально разместить данные на носителе

2. Найти потом эти данные.

Необходимо присвоить каждому набору данных имя и дать возможность:

1. автору определить это имя

2. по имени найти набор данных

Сегментная ФС (на примере RT-11)

Файлы хранятся непрерывными сегментами, следовательно, каждый файл характеризуют два числа - номер начального сектора и длина. Так как файлы - непрерывны, то для последующего увеличения их размера резервируется несколько секторов.

Каталог - массив записей фиксированного размера. Сам каталог имеет фиксированную, заранее определенную длину. Эта константа хранится в метке тома. Формат записей заранее определен. Это набор полей, одно из которых - имя, а остальные - сведения, необходимые для нахождения файла на диске.

Файловые системы с глобальным индексом (FAT) решают проблему непрерывного хранения файлов. Теперь они могут располагаться кусками по всему носителю. Вся область хранения файлов разбивается на кластеры. Для нахождения файла, по-прежнему нужно знать только два числа - номер начального кластера и длину файла. Последовательность кластеров описывается списком - таблицей размещения файлов (FAT), которая состоит из записей, содержащих только номер следующего кластера (и записи соответственно). Каждый кластер соответствует определенной записи в таблице и наоборот. Если в записи 0, то значит кластер - свободен, если -1 - последний в цепочке.

Размер записи определяется количеством кластеров, так, чтобы можно было описать кластер с наибольшим номером.