设备驱动程序基本结构
设备驱动程序简介
设备驱动程序简介1.设备驱动程序的作⽤从⼀个⾓度看，设备驱动程序的作⽤在于提供机制，⽽不是策略。
在编写驱动程序时，程序猿应该特别注意以下这个基本概念：编写訪问硬件的内核代码时，不要给⽤户强加不论什么特定策略。
由于不同的⽤户有不同的需求，驱动程序应该处理如何使硬件可⽤的问题。
⽽将如何使⽤硬件的问题留给上层应⽤程序。
从还有⼀个⾓度来看驱动程序。
它还能够看作是应⽤程序和实际设备之间的⼀个软件层。
总的来说，驱动程序设计主要还是综合考虑以下三个⽅⾯的因素：提供给⽤户尽量多的选项、编写驱动程序要占⽤的时间以及尽量保持程序简单⽽不⾄于错误丛⽣。
2.内核功能划分Unix系统⽀持多进程并发执⾏。
每⼀个进程都请求系统资源。
内核负责处理全部这些请求，依据内核完毕任务的不同，可将内核功能分为例如以下⼏部分：1.进程管理：负责创建和销魂进程。
并处理它们和外部世界之间的连接。
内核进程管理活动就是在单个或多个CPU上实现了多个进程的抽象。
2.内存管理：内存是计算机的主要资源之中的⼀个，⽤来管理内存的策略是决定系统系能的⼀个关键因素。
3.⽂件系统：内核在没有结构的硬件上构造结构化的⽂件系统。
⽽⽂件抽象在整个系统中⼴泛使⽤。
4.设备控制：差点⼉每个系统操作终于都会映射到物理设备上。
5.⽹络功能：⽹络功能也必须由操作系统来管理，系统负责在应⽤程序和⽹络接⼝之间传递数据包，并依据⽹络活动控制程序的运⾏。
全部的路由和地址解析问题都由内核处理。
可装载模块：Linux有⼀个⾮常好的特性：内核提供的特性可在执⾏时进⾏扩展。
可在执⾏时加⼊到内核的代码被称为“模块”。
Linux内核⽀持⼏种模块类型。
包含但不限于设备驱动程序。
每⼀个模块由⽬标代码组成，能够使⽤insmod程序将模块连接到正在执⾏的内核，也能够使⽤rmmod程序移除连接。
3.设备和模块的分类Linux系统将设备分成三个基本类型：字符设备、块设备、⽹络接⼝。
1.字符设备：字符设备驱动程序通常⾄少要实现open、close、read和write系统调⽤。
C语言设备驱动编程入门
C语言设备驱动编程入门C语言设备驱动编程是一项常见的技术，用于编写操作系统的设备驱动程序。
设备驱动程序是操作系统与硬件设备之间的桥梁，它负责将用户操作转化为硬件设备能够理解和执行的指令。
本文将介绍C语言设备驱动编程的基本概念和入门知识，帮助读者了解并入门这一重要的编程技术。
一、设备驱动程序概述设备驱动程序是操作系统的一部分，它与操作系统内核紧密结合，用于实现对硬件设备的控制和管理。
设备驱动程序通常由硬件设备制造商提供，或者由操作系统开发者开发。
它负责处理硬件设备与操作系统之间的通信，使得用户能够方便地操作硬件设备。
设备驱动程序可以分为字符设备驱动和块设备驱动两种类型。
字符设备驱动用于处理流式数据的设备，如键盘、鼠标等；块设备驱动用于处理以块为单位的数据的设备，如硬盘、U盘等。
不同类型的设备驱动程序在实现上有所不同，但都需要用C语言编写。
二、设备驱动程序的基本结构设备驱动程序的基本结构包括设备初始化、设备打开、设备关闭和设备读写等函数。
下面我们逐步介绍这些函数的作用和实现方法。
1. 设备初始化函数设备初始化函数负责对设备进行初始化，包括设备的寄存器配置、中断设置等。
在这个函数中，我们需要了解硬件设备的相关规格和特性，并根据需要进行适当的配置。
2. 设备打开函数设备打开函数在设备被用户程序打开时被调用，它负责向操作系统申请资源，并进行相应的设置，例如打开文件、分配内存等。
3. 设备关闭函数设备关闭函数在设备被用户程序关闭时被调用，它负责释放设备所占用的资源，如释放文件占用的内存、关闭文件等。
4. 设备读写函数设备读写函数是设备驱动程序的核心部分，它负责设备与用户程序之间的数据交换。
设备读函数用于从设备中读取数据，设备写函数用于向设备中写入数据。
三、设备驱动程序的编写步骤编写设备驱动程序需要经过以下几个步骤：1. 了解硬件设备在编写设备驱动程序之前，我们需要详细了解硬件设备的规格和特性，包括硬件寄存器的地址、中断向量等。
Linux设备驱动程序原理及框架-内核模块入门篇
Linux设备驱动程序原理及框架-内核模块入门篇内核模块介绍应用层加载模块操作过程内核如何支持可安装模块内核提供的接口及作用模块实例内核模块内核模块介绍Linux采用的是整体式的内核结构，这种结构采用的是整体式的内核结构，采用的是整体式的内核结构的内核一般不能动态的增加新的功能。
为此，的内核一般不能动态的增加新的功能。
为此，Linux提供了一种全新的机制，叫(可安装) 提供了一种全新的机制，可安装) 提供了一种全新的机制模块” )。
利用这个机制“模块”(module)。
利用这个机制，可以)。
利用这个机制，根据需要，根据需要，在不必对内核重新编译链接的条件将可安装模块动态的插入运行中的内核，下，将可安装模块动态的插入运行中的内核，成为内核的一个有机组成部分；成为内核的一个有机组成部分；或者从内核移走已经安装的模块。
正是这种机制，走已经安装的模块。
正是这种机制，使得内核的内存映像保持最小，的内存映像保持最小，但却具有很大的灵活性和可扩充性。
和可扩充性。
内核模块内核模块介绍可安装模块是可以在系统运行时动态地安装和卸载的内核软件。
严格来说，卸载的内核软件。
严格来说，这种软件的作用并不限于设备驱动，并不限于设备驱动，例如有些文件系统就是以可安装模块的形式实现的。
但是，另一方面，可安装模块的形式实现的。
但是，另一方面，它主要用来实现设备驱动程序或者与设备驱动密切相关的部分(如文件系统等)。
密切相关的部分(如文件系统等)。
课程内容内核模块介绍应用层加载模块操作过程内核如何支持可安装模块内核提供的接口及作用模块实例内核模块应用层加载模块操作过程内核引导的过程中，会识别出所有已经安装的硬件设备，内核引导的过程中，会识别出所有已经安装的硬件设备，并且创建好该系统中的硬件设备的列表树：文件系统。
且创建好该系统中的硬件设备的列表树：/sys 文件系统。
(udev 服务就是通过读取该文件系统内容来创建必要的设备文件的。
)。
第8章 嵌入式设备驱动程序设计(新)1
4、设备驱动程序加载与卸载的 工作过程
8.1.4 设备驱动程序的功能接口 函数模块
一个设备驱动程序模块包含有 5个部分的功能接口函数：
• • • • • (1)驱动程序的注册与释放； (2)设备的打开与关闭； (3)设备的读写操作； (4)设备的控件操作； (5)设备的中断或轮询处理。
1、设备驱动程序的注册与释放
4、加载驱动程序
• 使用insmod命令加载驱动程序。 # insmod demo_drv.o
5、卸载驱动程序
• 使用rmmod命令卸载驱动程序。 # rmmod demo_drv
6、编写用户测试程序
【例8-3】编写一个调用设备驱动程 序功能接口的用户程序。
• 源程序见教材， • 将其保存文件为：test_driver.c 。 • 用arm-linux-gcc对在宿主机上测试， 则用gcc编译）。 # arm-linux-gcc –o test_demo_drv test_driver.c
第8章 嵌入式设备驱动程序设计
本章要点
• 1、设备驱动程序基础知识 • 2、设备驱动程序设计
8.1嵌入式设备驱动程序基础
8.1.1
设备驱动程序概述
1、设备文件
• 设备文件分为三类：字符设备文件、 块设备文件和网络接口设备文件。
2、内核空间和用户空间
• 内核主要负责操作系统最基本的内存管理、 进程调度和文件管理以及虚拟内存、需求 加载、TCP/IP网络功能等。 • 内核空间和用户空间分别引用不同的内存 映射，也就是程序代码使用不同的地址空 间。
3、设备驱动程序和用户应用程序
• 设备驱动程序可以理解为操作系统的一部 分，它的作用就是让操作系统能正确识别 和使用设备。
一、如何编写LinuxPCI驱动程序
⼀、如何编写LinuxPCI驱动程序PCI的世界是⼴阔的，充满了(⼤部分令⼈不快的)惊喜。
由于每个CPU体系结构实现不同的芯⽚集，并且PCI设备有不同的需求(“特性”)，因此Linux内核中的PCI⽀持并不像⼈们希望的那么简单。
这篇简短的⽂章介绍⽤于PCI设备驱动程序的Linux APIs。
1.1 PCI驱动程序结构PCI驱动程序通过pci_register_driver()在系统中"发现"PCI设备。
事实上，恰恰相反。
当PCI通⽤代码发现⼀个新设备时，具有匹配“描述”的驱动程序将被通知。
详情如下。
pci_register_driver()将设备的⼤部分探测留给PCI层，并⽀持在线插⼊/删除设备[因此在单个驱动程序中⽀持热插拔PCI、CardBus和Express-Card]。
pci_register_driver()调⽤需要传⼊⼀个函数指针表，从⽽指⽰驱动程序的更⾼⼀级结构体。
⼀旦驱动程序知道了⼀个PCI设备并获得了所有权，驱动程序通常需要执⾏以下初始化:启⽤设备请求MMIO / IOP资源设置DMA掩码⼤⼩(⽤于⼀致性DMA和流式DMA)分配和初始化共享控制数据(pci_allocate_coherent())访问设备配置空间(如果需要)注册IRQ处理程序(request_irq())初始化non-PCI(即LAN/SCSI/等芯⽚部分)启⽤DMA /处理引擎当使⽤设备完成时，可能需要卸载模块，驱动程序需要采取以下步骤:禁⽌设备产⽣irq释放IRQ (free_irq())停⽌所有DMA活动释放DMA缓冲区(包括流式DMA和⼀致性DMA)从其他⼦系统注销(例如scsi或netdev)释放MMIO / IOP资源禁⽤该设备下⾯⼏节将介绍这些主题中的⼤部分。
其余部分请查看LDD3或<linux/pci.h>。
如果PCI⼦系统没有配置(没有设置CONFIG_PCI)，下⾯描述的⼤多数PCI函数都被定义为内联函数，要么完全空，要么只是返回⼀个适当的错误代码，以避免在驱动程序中出现⼤量ifdefs。
设备驱动程序特点数据结构
设备驱动程序特点数据结构在计算机系统中，设备驱动程序是连接硬件设备和操作系统的桥梁。
它负责管理和控制硬件设备的运作，使得操作系统能够与各种不同类型的设备进行有效的通信和交互。
要深入理解设备驱动程序，就需要了解其特点以及所涉及的数据结构。
设备驱动程序具有以下几个显著的特点：首先，设备驱动程序具有高度的硬件相关性。
不同的硬件设备有着独特的特性、寄存器配置和操作方式。
因此，每一种设备都需要专门的驱动程序来适配其特定的硬件细节。
这意味着驱动程序开发者必须对硬件的工作原理有深入的了解，才能编写出正确且高效的驱动代码。
其次，设备驱动程序是内核模式的一部分。
这意味着它在操作系统的核心权限级别上运行，具有直接访问硬件资源和系统核心数据结构的能力。
这种高权限的运行环境要求驱动程序必须高度可靠和稳定，因为任何错误都可能导致系统崩溃或出现严重的性能问题。
再者，设备驱动程序具有异步性。
硬件设备的操作往往不是立即完成的，可能需要一定的时间来处理请求。
例如，磁盘读写操作可能需要等待磁盘的机械运动完成。
因此，驱动程序需要能够处理异步的操作结果，并在适当的时候通知操作系统或应用程序。
然后，设备驱动程序还需要处理中断。
当硬件设备完成某个操作或者发生异常情况时，会通过中断向操作系统发送信号。
驱动程序需要及时响应这些中断，并进行相应的处理。
了解了设备驱动程序的特点后，我们再来看看其中涉及的数据结构。
设备对象是设备驱动程序中非常重要的一个数据结构。
它代表了一个具体的硬件设备，并包含了设备的各种属性和状态信息。
操作系统通过设备对象来对设备进行管理和操作。
还有请求队列，用于存储来自操作系统或应用程序的设备操作请求。
驱动程序按照一定的顺序从请求队列中取出请求，并进行处理。
缓冲区也是常见的数据结构之一。
在数据传输过程中，为了提高效率和减少数据丢失，会使用缓冲区来临时存储数据。
另外，中断对象用于处理硬件设备产生的中断。
它包含了中断处理函数的指针和相关的中断配置信息。
Windows下设备驱动程序的开发方法
目录一、驱动开发环境的搭建 (1)1.1 关于DDK (1)1.2 关于驱动程序的编译 (1)1.3关于驱动程序的运行 (2)二、驱动程序的结构 (3)2.1 驱动程序的头文件 (3)2.2 驱动程序的入口点 (3)2.3 创建设备例程 (4)2.4 卸载驱动例程 (5)2.5 派遣例程 (6)三、编写驱动程序的基础知识 (6)3.1 内核模式下的字符串操作 (6)3.2 内核模式下各种开头函数的区别 (8)3.3 一个示例程序 (10)3.4 补充说明 (10)四、在驱动中使用链表 (10)4.1 内存的分配与释放 (10)4.2 使用LIST_ENTRY (12)4.3 使用自旋锁 (12)五、在驱动中读写文件 (15)5.1 使用OBJECT_ATTRIBUTES (15)5.2 创建、打开文件 (16)5.3 读写文件操作 (16)5.4 文件的其它相关操作 (18)六、在驱动中操作注册表 (18)6.1 创建、打开注册表 (19)6.2 读写注册表 (20)6.3 枚举注册表 (21)七、在驱动中获取系统时间 (21)7.1 获取启动毫秒数 (21)7.2 获取系统时间 (22)八、在驱动中创建内核线程 (23)8.1 创建内核线程 (23)8.2 关于线程同步 (24)九、初探IRP (25)9.1 IRP的概念 (25)9.2 IRP的处理 (26)9.3 IRP派遣例程示例 (27)十、驱动程序与应用层的通信 (29)10.1 使用WriteFile通信 (29)10.2 使用DeviceIoControl进行通信 (32)十二、驱动程序开发实例 (33)12.1 NT驱动程序 (33)12.2 WDM驱动程序 (35)十三、参考资料 (41)一、驱动开发环境的搭建1.1 关于DDK开发驱动程序必备的一个东西就是DDK（Device Development Kit，设备驱动开发包），它跟我们在ring3常听到的SDK差不多，只不过它们分别支持开发不同的程序而已。
platform driver使用方法
platform driver使用方法一、Platform Driver的基本概念Platform Driver是Linux内核中的一种设备驱动程序，用于管理特定硬件平台上的设备。
它通过与设备的Platform Device进行匹配，并提供设备的初始化、注册和卸载等功能。
Platform Driver通常由两部分组成：Platform Driver的结构体和Platform Driver的注册函数。
1. Platform Driver的结构体Platform Driver的结构体是一个包含了与设备驱动相关信息的数据结构，它通常包含了设备的名称、设备的ID、设备的资源信息等。
在编写Platform Driver时，需要定义一个Platform Driver的结构体，并在其中填写相关信息。
2. Platform Driver的注册函数Platform Driver的注册函数用于将Platform Driver的结构体与对应的硬件设备进行匹配，并注册到Linux内核中。
在注册函数中，需要填写Platform Driver的结构体，并调用相应的函数进行注册。
二、Platform Driver的使用步骤使用Platform Driver的步骤一般包括以下几个步骤：1. 定义Platform Driver的结构体需要定义一个Platform Driver的结构体，并填写相关信息。
在结构体中，需要包含设备的名称、设备的ID、设备的资源信息等。
2. 实现Platform Driver的初始化函数在定义了Platform Driver的结构体后，需要实现Platform Driver 的初始化函数。
在初始化函数中，可以进行设备的初始化操作，如初始化设备的寄存器、分配设备的内存等。
3. 实现Platform Driver的probe函数Platform Driver的probe函数用于设备的注册和初始化。
在probe函数中，需要填写设备的相关信息，并调用相应的函数进行设备的注册和初始化。
设备驱动程序
设备驱动程序与设备密切相关的代码放在设备驱动程序中，每个设备驱动程序处理一种设备类型，例如，即使系统支持若干不同商标的终端，只要其差别不大，就可以设计一个终端驱动程序。
但是，若系统支持的终端性能差别很大，如不灵活的硬拷贝终端与带有小鼠标的智能位映象图形终端，则必须设计不同的终端驱动程序。
上一节我们介绍了设备控制器做的工作，知道每一个控制器都设有一个或多个设备寄存器，用来存放向设备发送的命令和参数。
设备驱动程序负责泄放这些命令，并监督它们正确执行。
因此，磁盘驱动程序是操作系统中唯一知道磁盘控制器设置有多少寄存器以及这些寄存器作用的。
只有它才了解磁盘拥有的扇区数、磁道数、柱面数、磁头数、臂的移动、磁盘交叉访问系数、马达驱动器，磁头稳定时间和其它所有保证磁盘正常工作的机制。
一般，设备驱动程序的任务是接收来自与设备无关的上层软件的抽象请求，并执行这个请求。
一个典型的请求是“读第几块”。
如果请求到来时，驱动程序的进程空闲，它立即开始执行这个请求；若驱动程序的进程正在执行一个请求，这时它将新到来的请求排到一个等待处理的I／O请求队列中，待正执行的请求完成后，再依次从I／O请求队列中取出一个个I ／O请求，逐个处理。
以磁盘为例，实际实现一个I／O请求的第一步是将这个抽象请求（READ（文件名，记录号））转换成磁盘的具体参数。
对于磁盘驱动程序来说，就是计算请求块实际在磁盘的位置，检查驱动器的马达是否正在运转，确定磁头是否定位在正确的柱面上等等。
总之，它必面决定需要控制器的哪些操作，以及按照什么样的次序实现。
一旦明确应向控制器发送哪些命令，它就向控制器一次只能接收一条命令（如DMA方式下），有一些控制器则接收一个命令链表（通道方式下），然后自行控制执行，不再求助于操作系统。
在设备驱动程序的进程泄放一条或多条命令后，系统有两种处理方式，多数情况下，执行设备驱动程序的进程必须等待命令完成。
这样，在命令开始执行后，它阻塞自已，直到中断处理时将它解除阻塞为止。
eMMC 驱动架构分析
void mmc_detectБайду номын сангаасchange(struct mmc_host *host, unsigned long delay) // core/core.c
{
mmc_schedule_delayed_work(&host->detect, delay);
}
static int mmc_schedule_delayed_work(struct delayed_work *work, unsigned long delay)
一．需要的基础知识： 1. LINUX 设备驱动的基本结构。 2. 块设备驱动程序的基本构架（相信研究过 LDD3 当中的 sbull 的人应该都不成问 题，如果只是走马观花的话，那可得好好再补补了）
3. LINUX 设备驱动模型。
4.
EMMC 的原理，是 Nand Flash 的基础上加上一个负责：ECC、负载均衡和坏块管
理功能的 controler。
二．驱动程序分析 首先，说明一下 EMMC 驱动涉及到的文件。另外，我们重点是分析驱动程序的基本构
架，所以不同内核版本的差异并不是很大。 MMC/SD 卡驱动程序位于 drivers/mmc 目录 下 Card/
block.c queue.c/queue.h core/ bus.c/bus.h core.c/core.h
（3） 主机控制器层
主机控制器则是依赖于不同的平台的，例如 s3c2410 的卡控制器和 atmel 的卡控制器必 定是不一样的，所以要针对不同的控制器来实现。以 s3cmci.c 为例，它首先要进行一些设 置，例如中断函数注册，全能控制器等等。然后它会向 core 层注册一个主机（ host ）， 用结构 mmc_host_ops 描述，这样核心层就可以拿着这个 host 来操作 s3c24xx 的卡控 制器了，而具体是 s3c24xx 的卡控制器还是 atmel 的卡控制器， core 层是不用知道的。
BIOS内部结构分析
BIOS内部结构分析BIOS（Basic Input/Output System）是计算机启动时加载的软件，主要负责初始化硬件设备，执行自检和POST（Power-on Self-test），并加载操作系统。
BIOS主要由固定区域和可变区域组成，本文将分析BIOS内部结构的主要组成部分。
1. 引导区（Bootstrap Loader）：BIOS的第一个扇区通常被称为引导扇区，其中包含了引导程序（Bootstrap Loader）。
引导程序主要负责加载操作系统或其他引导加载程序。
一般情况下，BIOS使用主引导记录（Master Boot Record, MBR）来标志硬盘上的有效分区，并从其中加载引导程序。
2. BIOS固件：这部分是BIOS的核心代码，通常是只读的。
它提供了BIOS的基本功能，如内存管理、中断处理、I/O硬件访问等。
固件在计算机加电后会将代码加载到内存中，并通过复制自身的方式来构建中断向量表（Interrupt Vector Table）和BIOS数据区（BIOS Data Area）。
3. 中断向量表（Interrupt Vector Table）：中断向量表是一个存储在内存中的数据结构，其中包含了处理特定中断的代码地址。
当一个中断发生时，CPU会跳转到中断向量表中相应的入口地址来执行相应的中断处理程序。
4. BIOS数据区（BIOS Data Area）：BIOS数据区是由BIOS中固定部分和可变部分组成的一块存储空间。
固定部分包含了一些重要信息，如系统配置和启动信息。
可变部分可以由程序动态修改，用来存储一些临时或特定的数据。
6.设备驱动程序：BIOS还包含了一些设备驱动程序，用于与硬件设备的交互。
这些驱动程序使BIOS能够控制和管理硬件，如硬盘、键盘、显示器等。
设备驱动程序通常是专门为特定硬件设备设计的。
7. 扩展固件接口（EFI）：EFI是一种新一代的固件接口标准，用于替代传统的BIOS。
微型计算机硬系统概要
构 头悬浮在盘面上而不接触盘面
硬盘容量视具体类型而定
柱面
硬盘片
磁道
读写磁头
扇区
硬盘的磁道、 扇区、柱面
34
一. 硬磁盘
1. 磁盘工作原理 2. 信息存储格式
1) 记录面 = 磁头数 (编号) 2) 磁道: 记录面上的同心圆(编号) 柱面：所有记录面上同一编号的磁道 3) 扇区：每个磁道划分为扇区 (编号) 3. 每个扇区容量: 512字节
（为了解决某一问题而编写的指令序列）
计算机的一般工作过程： 执行程序的过程，而程序则是有一条条
指令组成的。
8
指令的一般格式
例: (1) ADD AH,BH
(2) MOV CH,8AH
(3) PUSH AX
(4) RET
指令码 目标操作数 源操作数
说明指 令的功 能
说明指令操 作的对象
9
程序的执行过程
(2) 对连接到计算机系统的设备进行控制驱动、 以使其能正常工作。
53
三、设备驱动程序
2.即插即用(PnP)
(1) 概念: 自动处理硬件设备安装的工 业标准
(2) 要求以下各项都支持“即插即用”
1) BIOS
2) 操作系统
3) 硬件
4) 设备驱动程序
54
CMOS
CMOS：是一个存储器芯片，由电池供电， 断电不消失。
总线
硬
I/O接口
件
外存储器
外部设备
输入设备
输出设备
3
硬件系统
冯·诺依曼计算机结构:由五大部件构成
控制器
指令 驱动
输入设备
运算器
输出设备
指令流
存储器
控制命令
操作系统驱动调度
操作系统驱动调度操作系统是现代计算机系统的核心，负责管理硬件资源、软件资源以及用户交互。
其中，驱动调度是操作系统中的一个重要组成部分，它负责将系统资源分配给各个硬件设备，并确保它们能够协调高效地工作。
本文将探讨操作系统驱动调度的基本概念、原理和实现方法。
一、驱动调度概述驱动调度是指操作系统根据一定的策略和优先级，将系统资源分配给各个硬件设备的软件程序。
这些资源包括CPU、内存、磁盘、网络等。
驱动调度通过合理地分配和利用这些资源，可以提高系统的整体性能和响应速度。
二、驱动调度原理1、优先级调度优先级调度是一种常见的驱动调度策略。
在优先级调度中，每个硬件设备都被赋予一个优先级，高优先级的设备将获得更多的系统资源。
优先级调度可以通过静态或动态的方式设置。
静态设置是根据设备的特性和应用需求预先设定好优先级，而动态设置则是在运行时根据设备的实时状态和系统负载动态调整优先级。
2、时间片轮转时间片轮转是一种公平的驱动调度策略。
在时间片轮转中，每个硬件设备都被分配一个固定长度的时间片，用于执行其驱动程序。
当时间片用完后，下一个设备会接替执行。
这种方式可以避免某些设备长时间占用系统资源，而导致其他设备得不到足够的资源。
3、负载平衡负载平衡是一种考虑系统整体性能的驱动调度策略。
在负载平衡中，驱动调度程序会根据系统的整体负载情况，动态地调整各个设备的资源分配。
这种方式可以有效地提高系统的吞吐量和响应速度。
三、驱动调度实现方法1、硬件抽象层硬件抽象层是操作系统中负责与硬件设备交互的层次。
在这一层中，操作系统会为每个硬件设备创建一个驱动程序。
驱动程序通过与硬件交互，可以实现设备的控制、配置和数据传输等功能。
同时，驱动程序还可以根据调度策略，请求相应的系统资源。
2、资源管理器资源管理器是操作系统中负责资源分配的组件。
它根据设备的优先级、系统负载以及调度策略等因素，决定将哪些资源分配给哪些设备。
资源管理器通常会维护一个资源队列或资源池，以便在需要时快速地分配资源。
操作系统的基本结构
操作系统的基本结构一、引言操作系统是计算机系统中最重要的软件之一，它负责管理计算机硬件和软件资源，为用户提供友好的接口和良好的体验。
操作系统的基本结构是操作系统设计者必须考虑的一个重要问题。
二、操作系统的基本结构概述1. 操作系统的任务操作系统主要任务包括：管理计算机硬件和软件资源、提供用户接口、控制程序执行、保护计算机资源等。
2. 操作系统的组成部分操作系统由内核和外壳两部分组成。
内核是操作系统最核心的部分，它直接控制硬件资源；外壳则是用户与内核交互的界面。
3. 操作系统的层次结构操作系统可以分为多个层次，每个层次都有不同的职责和功能。
常见的层次结构包括：硬件层、设备驱动程序层、内核层、服务程序层和应用程序层等。
三、具体内容详解1. 硬件层硬件层是计算机物理设备，包括CPU、内存、IO设备等。
在这一层中，操作系统需要完成对硬件资源进行初始化和管理。
例如：建立中断向量表，初始化存储器等。
2. 设备驱动程序层设备驱动程序层是连接硬件和操作系统的层次，它负责将硬件设备转换成操作系统可以理解的形式。
在这一层中，操作系统需要完成对设备驱动程序的管理和调度。
3. 内核层内核层是操作系统最核心的部分，它直接控制硬件资源。
在这一层中，操作系统需要完成对进程、线程、内存、文件等资源的管理和调度。
同时还需要完成对外壳、服务程序等其他组成部分的调用。
4. 服务程序层服务程序层是为用户提供各种服务的部分，例如：文件管理、网络连接等。
在这一层中，操作系统需要完成对服务程序的管理和调度。
5. 应用程序层应用程序层是用户直接使用的部分，例如：文本处理软件、游戏软件等。
在这一层中，操作系统需要完成对应用程序的管理和调度。
四、结论通过以上详细介绍可以看出，操作系统基本结构是由多个不同职责和功能的组成部分构成。
每个部分都有自己独特的功能和任务，在整个操作系统中起到不可或缺的作用。
了解操作系统基本结构有助于我们更好地理解计算机工作原理，并能更好地使用计算机资源。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
设备驱动程序基本结构
设备驱动程序是计算机系统中用来控制硬件设备的软件模块。
它负责与硬件设备进行通信，将操作系统的指令翻译成硬件可以理解的信号，以实现对设备的控制和管理。
一个良好设计和实现的设备驱动程序能够提高系统的性能和稳定性，保证硬件设备的正常工作。
设备驱动程序的基本结构由以下几个部分组成：
1. 初始化和资源分配：在设备驱动程序运行之前，需要进行一些必要的初始化工作。
这包括分配内存空间、初始化寄存器、设置中断等。
这些操作旨在为设备驱动程序提供必要的资源，使其能够正常工作。
2. 设备注册和注销：在设备驱动程序加载时，需要将设备与驱动程序进行绑定，以建立二者之间的联系。
这一过程称为设备注册。
当设备不再需要被驱动时，需要将其从驱动程序中注销，释放相关资源。
设备注册和注销是设备驱动程序中非常重要的环节。
3. 设备操作函数：设备操作函数是设备驱动程序中最核心的部分。
它包括设备的打开、关闭、读取和写入等操作。
这些操作通过调用设备驱动程序提供的接口函数来实现。
设备操作函数能够实现对硬件设备的控制和管理，使其能够完成特定的功能。
4. 中断处理函数：中断是计算机系统中一种常见的事件处理机制。
当硬件设备发生某些特定的事件时，会触发中断信号，通知操作系统进行相应的处理。
设备驱动程序中的中断处理函数负责处理这些中断事件，以实现对设备的实时响应。
5. 设备文件系统接口：设备驱动程序与操作系统之间通过文件系统进行通信。
设备驱动程序需要实现相应的文件系统接口，以便操作系统能够调用驱动程序提供的功能。
这些接口包括设备文件的打开、关闭、读取和写入等操作。
6. 错误处理和调试：设备驱动程序中需要实现相应的错误处理机制，以应对可能出现的错误情况。
同时，为了方便调试和排查问题，设备驱动程序还需要提供相应的调试接口和日志功能。
7. 设备驱动程序的可移植性：设备驱动程序需要具备良好的可移植性，以适应不同的硬件平台和操作系统。
为了实现可移植性，设备驱动程序需要遵循一定的编程规范和标准，使用通用的接口和数据结构。
总结起来，设备驱动程序的基本结构包括初始化和资源分配、设备注册和注销、设备操作函数、中断处理函数、设备文件系统接口、错误处理和调试以及可移植性等部分。
这些部分紧密配合，共同构成了一个完整的设备驱动程序。
设计和实现一个良好的设备驱动程序不仅能够提高系统的性能和稳定性，还能够有效地管理和控制硬件设备，为用户提供更好的使用体验。