硬件结构

设备IO是通过嵌套的三层结构实现的：设备端口→接口→控制器。

统一的数据和指令通过 总线/Bus 发送到 Port，经过 interface 转化为 controller 特定语言的指令，再由 controller 转化为控制信号驱动设备工作，最后将运行状态原路返回到 Bus。

• interface 分为通用的和特定的
  • 像是键盘鼠标、显卡、网卡、硬盘这些基础PC硬件设备使用的是 custom interface
  • 打印机、扫描仪、USB设备这些外围设备往往使用 general interface

数据传输方式

经过 CPU 和不经过 CPU（DMA）两种方式：

• CPU 方式：通过中断，CPU执行设备IO相关程序，IO完成之后再继续先前的程序。
  • 对于慢速的IO（s.g. 磁盘IO）来说不可接受，因为CPU要等待太长时间期间无法运行其他进程。
• DMA 方式：通过 DMA controller 单独调度内存和设备之间的数据交流，期间CPU可以执行其他程序。
  • DMAC 和 CPU 可能存在访存冲突。

设备文件I/O

设备文件根据其IO特性分为两种 Type：

• 块设备：一次IO传输固定大小的块，随机访问，e.g. disk
• 字符设备：一次IO传输特定数目的字符（根据具体设备不同而不同），顺序访问，e.g. printer

<aside> 🗣 网络设备不是基于文件系统而是基于套接字

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