Системное программное обеспечение

Лекция № 8 «Драйверы устройств в MS DOS»

Общие сведения о драйверах

Драйверы устройств решают задачу обеспечения независимого от устройства унифицированного интерфейса взаимодействия с прикладными программами, позволяющего им выдавать простые команды типа «Получить символ», «Вывести символ», «Отобразить символ» и т.п.

Все технические детали по реализации таких простых команд берет на себя драйвер, обеспечивая тем самым желанный для прикладной программы высокоуровневый интерфейс. Замена устройства может вызвать замену драйвера, но при этом в прикладной программе не потребуется делать никаких изменений.

Общие сведения о драйверах

Реальные или виртуальные устройства не ограничены только операциями ввода/вывода. На драйвер может быть возложена любая функция обработки данных. Кроме того, драйверы могут программно эмулировать реальные устройства, которые отсутствуют в конкретной системе, такие как часы или сопроцессор

с плавающей точкой.

Драйверы после загрузки становятся неотъемлемой частью операционной системы.

Существует два типа драйверов в зависимости от единицы обработки информации в устройствах:

1.драйвер символьного устройства (побайтовый обмен информации) 2.драйвер блочного устройства (обмен блоками данных)

Общие сведения о драйверах

Символьное устройство осуществляет последовательный ввод-вывод. Такими устройствами являются стандартные устройства, например: консоль (CON), последовательный порт (AUX), принтер (PRN).

Блочные устройства включают все накопители в системе. Они могут осуществлять выборочный ввод/вывод блоков данных, обычно равных физическому размеру сектора. Все они имеют свои номера и идентифицируются буквами А, В, С и т.д. Один драйвер блочного устройства может отвечать за один или несколько логически связанных накопителей. Предположим, драйвер отвечает за четыре накопителя. Это значит, что для него отведено четыре номера 0-3 и он занимает четыре буквы. Если он первый в списке драйверов блочных устройств, то эти буквы будут А, В, С, D.

Общие сведения о драйверах

Следующему блочному драйверу будут отведены буквы, начиная с Е. Блочный драйвер не будет загружаться, если использован весь латинский алфавит (последняя буква Z). Драйверы символьных устройств, напротив, могут отвечать только за одно устройство.

Драйвер состоит из трех частей:

1.зaгoлoвoк дpaйвepa, кoтopый имeнуeт уcтpoйcтвo и coдepжит

собственно кoд, упpaвляющий уcтpoйcтвoм

Заголовок драйвера

Дpaйвep уcтpoйcтва дoлжен coздaвaтьcя в формате похожем на COM фaйл. Однако в отличие от COM файла в начало программы не нужно включать директиву ORG 100H для пропуска префикса программного сегмента. Вместо этого либo зaписывается ORG 0, либo вooбщe ничeгo нe пишется.

Дpaйвep дoлжeн быть oпиcaн кaк дaлeкaя (far) пpoцeдуpa и нaчинaтьcя c зaгoлoвкa дpaйвepa. Oн имeeт длину 18 бaйтoв, paздeлeнныx нa 5 пoлeй.

Пepвoe пoлe (DD) вceгдa coдepжит знaчeниe -1, и кoгдa MS DOS зaгpужaeт дpaйвep, тo oнo зaмeняeтcя нa cтapтoвый aдpec cлeдующeгo дpaйвepa. MS DOS находит нужный драйвер, просматривая список установленных драйверов по цепочке. У пocлeднeгo зaгpужeннoгo дpaйвepa в этoм пoлe ocтaeтcя знaчeниe -1, что означает конец списка.

Заголовок драйвера

Первым в списке всегда находится драйвер с именем NULL - этo пceвдoуcтpoйcтвo, иcпoльзуeмoe для тecтoвыx цeлeй. При установке нового драйвера он ставится сразу после NULL. В результате стандартные драйверы MS DOS оказываются в списке последними, и MS DOS обращается к ним только после просмотра всего списка, если в нем не найдено соответствующего имени. Таким образом, возникает очень простой механизм замены стандартного драйвера на новый, т.е. использование разрабатываемым драйвером имени стандартного драйвера.

Bтopoe пoлe - этo слово (DW) aтpибутoв дpaйвepa. Каждый бит слова отвечает за ту или иную особенность устройства. Бит 15 (самый старший бит) указывает, является ли это устройство символьным (1) или блочным (0).

01 – драйвер обслуживает стандартное устройство ввода

0 - этот драйвер не обслуживает стандартное устройство ввода

11 – драйвер обслуживает стандартное устройство вывода

0 – драйвер не обслуживает стандартное устройство вывода

21 - это драйвер стандартного устройства NULL

0 - драйвер не обслуживает устройство NULL

31 - драйвер обслуживает часы

0 - драйвер не обслуживает часы

4 Зарезервировано, бит должен быть равен 0

5Зарезервировано, бит должен быть равен 0

61 - разрешено использование функций GENERIC IOCTL (для версий DOS после 3.2) 0 - функции GENERIC IOCTL не поддерживаются

7-10 Эти биты зарезервированы и должны быть равны 0

111 - поддерживаются функции OPEN/CLOSE для символьных устройств

0 - функции OPEN/CLOSE для символьных устройств не поддерживаются

12Зарезервировано, бит должен быть равен 0

131 - для символьных устройств поддержка вывода до получения состояния занято 0 - функция вывода до состояния занятости не поддерживается

141 - поддерживаются функции IOCTL

0 - функции IOCTL не поддерживаются

151 - символьное устройство;

0 - блочное устройство

11 - драйвер поддерживает 32-битовую адресацию сектора (для DOS с 4.00) 0 - используется 16-битовая адресация сектора

2-5 Эти биты зарезервированы и должны быть равны 0

61 - поддерживаются логические устройства (для DOS с версии 3.2)

0 - логические устройства для блочных драйверов не поддерживаются;

7-10Эти биты зарезервированы и должны быть равны 0

1 - драйвер поддерживает функцию проверки замены носителя данных в

11устройстве (например, замены дискеты) используется для DOS с версии 3.00 0 - для блочных устройств функция проверки замены носителя не поддерживается

12Зарезервировано, бит должен быть равен 0

1 - драйвер не использует стандартное IBM-устройство, и необходимо выдать

13запрос на построение блока параметров BIOS BPB 0 - используется стандартное IBM-устройство

141 - поддерживаются функции IOCTL

0 - функции IOCTL не поддерживаются

151 - символьное устройство;

0 - блочное устройство