Ein Gerätetreiber kommuniziert mit einem Gerät mit einer Vielzahl von Methoden, abhängig von der Art des Geräts und des Betriebssystems. Die Kommunikation ist selten direkt; Stattdessen stützt es sich auf Zwischenschichten und standardisierten Schnittstellen. Hier ist eine Aufschlüsselung:
1. Hardware-spezifische Schnittstellen:
* Speichermaked I/O (mmio): Die Register des Geräts werden in den Speicheradressraum des Systems zugeordnet. Der Treiber liest und schreibt an diese Speicheradressen, um das Gerät zu steuern. Dies ist für viele Geräte, einschließlich Grafikkarten und Netzwerk -Schnittstellenkarten (NICs), üblich. Der Fahrer interagiert direkt mit den Registern der physischen Hardware.
* port-montiertes I/O (PIO): Auf das Gerät wird über bestimmte Eingangs-/Ausgangsanschlüsse zugegriffen. Der Treiber sendet Befehle und empfängt Daten, indem er an diese Ports schreibt und sie auslesen. Dies ist jetzt weniger verbreitet, aber immer noch in Legacy -Systemen zu finden. Wie MMIO ist es eine direkte Interaktion.
* Interrupts: Das Gerät unterbricht die CPU, wenn es Aufmerksamkeit benötigt (z. B. sind Daten fertig, ein Fehler ist aufgetreten). Der Interrupt löst einen bestimmten Interrupt -Handler innerhalb des Treibers aus, sodass der Treiber auf das Ereignis des Geräts reagieren kann. Dies ist für asynchrone Operationen von entscheidender Bedeutung.
* Direkter Speicherzugriff (DMA): Das Gerät kann ohne CPU -Intervention direkt zugreifen und die Leistung verbessern. Der Treiber konfiguriert die DMA -Übertragung und befreit die CPU für andere Aufgaben.
2. Software -Schnittstellen (Abstraktionsschichten):
Die oben beschriebenen Rohhardware -Interaktionen werden normalerweise von Softwareschichten abstrahiert, um eine überschaubare und tragbare Schnittstelle zu bieten. Dazu gehören:
* Betriebssystem Kernel: Der Fahrer arbeitet im Kern des Betriebssystems. Es nutzt Kernel -Dienste, um auf Hardware -Ressourcen zuzugreifen und mit anderen Teilen des Systems zu interagieren.
* Gerätespezifische APIs: Betriebssysteme bieten häufig APIs (Anwendungsprogrammierschnittstellen) spezifisch für bestimmte Gerätetypen (z. B. SCSI, SATA, USB). Diese APIs vereinfachen die Treiberentwicklung, indem sie Details auf niedrigem Niveau abstrahieren.
* Busspezifische Schnittstellen: Das Gerät ist über einen Bus (z. B. PCI, USB, SATA) mit dem System verbunden. Der Fahrer verwendet Busspezifische Protokolle und Schnittstellen, um mit dem Gerät über dem Bus zu kommunizieren.
Zusammenfassend:
Der Kommunikationsprozess kann wie folgt visualisiert werden:
1. Anwendung (Benutzer oder System): Fordert eine Operation an (z. B. Lesen von Daten von einer Festplatte).
2. Betriebssystem: Leitet die Anfrage an den entsprechenden Gerätetreiber weiter.
3. Gerätetreiber: Verwendet die entsprechende Hardware-spezifische Schnittstelle (MMIO, PIO usw.) und Softwareabstraktionen, um mit dem Gerät zu kommunizieren. Dies kann das Senden von Befehlen, das Empfangen von Daten, das Umgang mit Interrupts oder das Verwalten von DMA -Transfers beinhalten.
4. Gerät: Führt die angeforderte Operation aus und sendet das Ergebnis (falls vorhanden) an den Treiber zurück.
5. Gerätetreiber: Verarbeitet die Antwort und gibt das Ergebnis an das Betriebssystem zurück.
6. Betriebssystem: Gibt das Ergebnis in die Anwendung zurück.
Die Komplexität der Kommunikation hängt stark von der Raffinesse des Geräts und des Betriebssystems ab. Moderne Systeme verwenden häufig mehrere Abstraktionsschichten, um die Treiberentwicklung zu vereinfachen und die Portabilität zu verbessern.
