第五章 中断和设备驱动

驱动程序是操作系统中管理特定设备的代码：它配置硬件设备，告诉设备执行操作，处理由此产生的中断，并与可能正在等待设备输入/输出的进程进行交互。编写驱动可能很棘手，因为驱动程序与它管理的设备同时运行。此外，驱动程序必须理解设备的硬件接口，这可能很复杂，而且缺乏文档。

需要操作系统关注的设备通常可以被配置为生成中断，这是陷阱的一种。内核陷阱处理代码识别设备何时引发中断，并调用驱动程序的中断处理程序；在xv6中，这种调度发生在devintr中（kernel/trap.c:177）。

许多设备驱动程序在两种环境中执行代码：上半部分在进程的内核线程中运行，下半部分在中断时执行。上半部分通过系统调用进行调用，如希望设备执行I/O操作的read和write。这段代码可能会要求硬件执行操作（例如，要求磁盘读取块）；然后代码等待操作完成。最终设备完成操作并引发中断。驱动程序的中断处理程序充当下半部分，计算出已经完成的操作，如果合适的话唤醒等待中的进程，并告诉硬件开始执行下一个正在等待的操作。