5补充.实例研究：设备管理.ppt

降低原材料成本 本文反映结束！ 谢谢大家观看！ 同步糖化发酵工艺 ，能耗下降30% 4、高速缓存的操作 (1)回写缓存和延迟写 (2)计算脏页阈值 (3)屏蔽对文件延迟写 (4)强制写缓存到磁盘 (5)刷新被映射的文件 (6)智能预读 (7)虚拟地址预读 (8)带历史信息的异步预读 快速I／O(1) 读写被缓存文件可用被称为快速I／O的高速机制来处理。快速I／O读写一个缓存的文件不要产生I／O请求包(1RP)。 有了快速I／O机制，I／O管理器可以调用文件系统驱动程序的快速I／O例程来查看是否能够直接从高速缓存管理器得到所需的数据，而不需产生IRP。 快速I／O(2)快速I／O的决策树 高速缓存管理器与进程缓存区间拷贝数据 高速缓存管理器初始化缓存 生成IRP 高速缓存结束 同步方式且缓存数据 快速I/O 可能? 已经缓存了文件? 是 是 是 否 否 否 5、高速缓存支持例程 三种基本的访问缓存数据的方法 (1)“拷贝读取”方法，在系统空间中的高速缓存数据缓冲区和用户空间中的进程数据缓冲区之间拷贝用户数据。 (2)“映射暂留”方法，使用虚拟地址直接读写高速缓存的数据缓冲区。 (3)“物理内存访问”方法，使用物理地址直接读写高速缓存的数据缓冲区。 6、写阻塞(1) Windows 2000／XP必须确认调度写操作是否会影响系统的性能，然后，再安排各项延迟写操作。 它询问现在立刻写入一定数量的字节是否会损害性能，如果必要阻塞该项写操作。 它设置当写操作再次被允许时自动写入字节的回调。一旦获悉将要进行的写操作，便会判断高速缓存中有多少脏页和有多少可以使用的物理内存。如果空闲的物理内存页不足，立即阻塞请求向高速缓存中写数据的文件系统线程。 写阻塞(2) 高速缓存管理器的延迟写器会将一些脏页刷新到磁盘，然后允许被阻塞的文件系统线程继续。当文件系统或网络服务器进行大量写操作时，这种写阻塞机制防止了系统的性能由于缺少内存而下降。 实例研究2：Linux的设备管理 1 Linux设备管理概述 2 Linux硬盘管理 3 Linux网络设备 4 Linux设备驱动程序 1 Linux的设备管理(1) ?Linux操作系统中，I/O设备分为字符设备、块设备和网络设备。 ?块设备把信息存储在可寻址的固定大小的数据块中，数据块均可以被独立地读写，建立块缓冲，能随机访问数据块。 Linux的设备管理(2) ?字符设备可以发送或接收字符流，通常无法编址，也不存在任何寻址操作。 ?网络设备是一种独立的设备类型，有特殊的处理方法。也有一些设备无法利用上述方法分类，如时钟，也需要特殊的处理。 Linux的设备管理概述 (3) ?硬件设备均当作特殊设备文件处理，使用标准的文件操作。 对字符设备和块设备，设备文件用mknod命令创建，用主设备号和次设备号标识，同一个设备驱动程序控制的所有设备具有相同的主设备号，并用不同的次设备号加以区别。 网络设备也当作设备文件来处理，不同的是这类设备由Linux创建，并由网络控制器初始化。 Linux的设备管理概述 (4) Linux核心负责I/O设备的操作，管理和控制硬件设备控制器的程序代码称设备驱动程序，具体控制和管理I/O设备。设备驱动程序有以下共同特性： ?? 核心代码。 ? ?? 核心接口。 ? ? 核心机制和服务。 ? 可装载性。 ? ? 可配置性。 ? 动态性。 设备输入输出(1) Linux的设备驱动程序可以通过多种形式来控制设备进行I/O： 查询(polling)、 中断 直接内存访问 设备输入输出(2)查询方式 Linux专门引入了系统定时器，以便每隔一段时间才查询一次设备的状态，从而解决忙式查询带来的效率下降问题。 Linux的软盘驱动程序就是以这样一种方式工作的。即便如此，查询方式依然存在着效率问题。 设备输入输出(3)中断方式 在中断方式下，核心能够把中断传递到发出I/O命令的设备驱动程序。 设备驱动程序在初始化时向核心注册所使用的中断编号和中断处理子程序入口地址，/proc/interrupts文件列出了设备驱动程序所使用的中断编号。 设备输入输出(4)DMA方式(1) 硬盘设备、SCSI设备等高速设备，采用DMA方式进行I/O控制。 DMA控制器不能使用虚拟内存，且由于其地址寄存器只有16位，它只能访问系统最低端的16M内存。 设备输入输出(5)DMA方式(2) DMA不能被不同的设备驱动程序共享，一些设备独占专用的DMA，另一些设备互斥使用DMA。 Linux使用dma_chan数据结构跟踪DMA的使用情况，它包括拥有者的名字和分配标志