11.1.1 I/O软件

I/O 软件的总体目标就是将软件组织成一种层次结构，低层软件用来屏蔽具体设备细节，高层软件则为用户提供一个简洁规范的界面。这种层次结构很好的体现了I/O 设计的一个关键的概念：设备无关性，其含义就是程序员写的软件无须修改就能读出软盘，硬盘以及CD-ROM等不同设备上的文件。

　　输入/ 输出系统的层次结构及各层次的功能如图11.1所示：

从图可以看出，用户进程的下层是设备无关的软件，在Linux 中，设备无关软件的功能大部分由文件系统去完成，其基本功能就是执行适用于所有设备的常用的输入/输出功能，向用户软件提供一个一致的接口。其结构如图11.2所示：

图11.1 输入/输出系统的层次结构及各层次的功能

图11.2 设备无关软件的功能

设备无关的软件具有以下特点：

· 文件和设备采用统一命名。设备无关软件负责将设备名映射到相应的驱动程序，一个设备名唯一地确定一个索引节点，索引节点中包含了主设备号和次设备号，通过主设备号可以找到相应的设备驱动程序，通过次设备号确定具体的物理设备。

·对设备提供的保护机制同文件系统一样都采用rwx权限。

·数据块的大小可能对于不同的设备其大小不一样，但操作系统屏蔽这一事实，向高层软件提供了统一的逻辑块的大小。

·为了解决数据交换速度的匹配问题，采用了缓冲技术，对于缓冲区的管理由文件系统去完成。

·块设备的存储分配也是由文件系统去处理。

·对于独占设备的分配和释放属于对临界资源的管理。