Менеджер ввода-вывода

В подсистеме ввода-вывода наряду с модулями, отражающими специфику внеш­них устройств и образующими вертикальные подсистемы, существуют модули универсального назначения. Эти модули организуют согласованную работу всех остальных компонентов подсистемы ввода-вывода и взаимодействие с пользо­вательскими процессами и другими подсистемами ОС. Так же как и функции управления устройствами, эти организующие функции распределены по всем уровням, образуя оболочку. Эта оболочка иногда называется менеджером ввода-вывода. Задачи такого менеджера довольно разнообразны.

· Верхний слой менеджера поддерживает пользовательский интерфейс ввода-вывода, создавая для прикладных программистов максимум удобств по манипулированию внеш­ними устройствами и расположенными на них данными. Основу слоя составляют системные вызовы ввода-вывода, которые принимают от пользовательских процессов запросы на ввод-вывод и переадресу­ют их отвечающим за определенный класс устройств модулям и драйверам, а также возвращают процессам результаты операций ввода-вывода.

· Нижний слой менеджера реализует непосредственное взаимодействие с контрол­лерами внешних устройств, экранируя драйверы от особенностей аппаратной платформы компьютера – шины ввода-вывода, системы прерываний и т. п. Этот слой принимает от драйверов запросы на обмен данными с регистрами контрол­леров в некоторой обобщенной форме с использованием независимых от шины ввода-вывода адресации и формата, а затем преобразует эти запросы в завися­щий от аппаратной платформы формат.

· Диспетчер прерываний может входить в состав менеджера ввода-вывода или же представлять собой отдельный модуль ядра. В последнем случае менеджер ввода-вывода выполняет для диспетчера прерываний первичную обработку запросов прерыва­ний, передавая диспетчеру обобщенные сведения об источнике запроса.

· Важной функцией менеджера ввода-вывода является создание некоторой среды для остальных компонентов подсистемы, которая бы облегчала их взаимодейст­вие друг с другом. Эта задача может быть решена за счет создания некоторого стандартного внутреннего интерфейса взаимодействия модулей ввода-вывода между собой, который бы дополнял внешние интерфейсы подсистемы с прикладны­ми процессами, другими модулями ядра и аппаратурой. Наличие такого интер­фейса существенно облегчает включение новых драйверов и файловых систем в состав ОС. Кроме того, разработчики драйверов и других программных компо­нентов освобождаются от написания общих процедур, таких как буферизация данных и синхронизация нескольких модулей между собой при обмене данными. Все эти функции берет на себя менеджер ввода-вывода. Наличие стандартного внутреннего межмодульного интерфейса повышает устой­чивость и улучшает расширяемость подсистемы ввода-вывода, хотя может не­сколько замедлить ее работу.

· Еще одной функцией менеджера ввода-вывода является организация взаимодействия модулей ввода-вывода с модулями других подсистем ОС, таких как подсистема управления процессами, виртуальной памятью и другими.