2. Системные таблицы драйверов устройств

Для регистрации драйверов в системе используются две системные таблицы: таблицы блок-ориентированных устройств — bdevsw, и таблица байт-ориентированных устройств — cdevsw. Соответственно, старший номер хранит ссылку на драйвер, хранящийся в одной из таблиц; тип таблицы определяется типом файла устройств.

Каждая запись этих таблиц содержит структуру специального формата, называемую коммутатором устройства. Коммутатор устройства хранит указатели на всевозможные точки входа (т.е. реализуемые функции) в соответствующий драйвер, либо же в соответствующей записи таблицы вместо указанной структуры хранится специальная ссылка-заглушка на точку ядра.

Стоит отметить следующие типовые имена точек входа в драйвер:

• βopen(), βclose();

• βread(), βwrite();

• βioctl();

• βintr().

Символ β является аббревиатурой имени устройства: обычно в Unix-системах для именования устройства используют двухсимвольные имена. Например, lp — принтер, mt — магнитная лента, и т.п.

В общем случае система специфицирует наиболее полный набор функций, который может предоставить драйвер пользователю. Если какая-либо функция отсутствует, то на ее месте в коммутаторе может стоять заглушка. Заглушки могут быть двух типов: заглушка типа nulldev(), которая при обращении сразу возвращает управление, и заглушка типа nodev(), которая при обращении возвращает управление с кодом ошибки. Например, для таймера скорее всего будут отсутствовать функции чтения и записи, причем при попытке чтения или записи система должна «ругнуться» (т.е. заглушка типа nodev()).

Некоторые из перечисленных точек входа являются специализированными. С помощью функции βioctl() можно производить разного рода настройки и управление драйвером. Функция βintr() вызывается при поступлении прерывания, ассоциированного с данным устройством.

Традиционно часть функций драйверов может быть реализовано синхронным способом, а другая часть — асинхронным способом. Соответственно, синхронная часть драйвера называется top half, а асинхронная — bottom half.

3. Ситуации, вызывающие обращение к функциям драйвера

Список ситуаций, при которых происходит обращение к функциям драйверов, четко детерминирован. Во-первых, это старт системы и инициализация устройств и драйверов. При старте системы она имеет перечень устройств, которые могут быть к ней подключены. Этот перечень — содержимое каталога /dev. После этого она просматривает данный перечень и определяет те устройства, которые есть в наличии, а затем подключает их посредством вызова соответствующей функции коммутатора (функции βioctl()).

Во-вторых, это обработка запросов на обмен. Если процессу необходимо произвести считывание или запись данных, то в этом случае происходит обращение к соответствующей точке входа в драйвер.

В-третьих, это обработка прерывания, связанного с данным устройством. Например, был инициирован обмен, и он закончился (успешно или неуспешно), или же по линии связи пришел какой-то сигнал, который необходимо обработать. В этом случае возникает прерывание, обработка которого происходит в соответствующем драйвере.

И, в-четвертых, это выполнение специальных команд управления устройством. Функции управления могут быть самыми разными, их наполнение зависит от конкретного устройства и от конкретного драйвера.