基于L4的高效可復用設備驅(qū)動模型的研究.pdf

1、設備驅(qū)動程序在各個系統(tǒng)領域中均有廣泛的運用背景，但由于操作系統(tǒng)的各自不同的設計目標以及相對獨立的運行環(huán)境，導致了目前設備驅(qū)動程序不統(tǒng)一、關系復雜，架構(gòu)混亂，可移植性差。而設備驅(qū)動模型概念的提出，主要目的在于管理和維護操作系統(tǒng)的各種復雜的硬件設備所對應的驅(qū)動程序以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這個統(tǒng)一的過程是一個循序漸進的過程，目前還沒有一種方案讓同一個設備驅(qū)動模型通用于主流操作系統(tǒng)之間，也沒有一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能代表所有通用的硬件設備，本文提出的設計需求與實現(xiàn)

2、方案是向這個統(tǒng)一目標而努力。為了最大化的利用有效資源，節(jié)省人力資源成本，本文結(jié)合微內(nèi)核系統(tǒng)的特性，在 L4/Fiasco微內(nèi)核操作系統(tǒng)的基礎上，對原有驅(qū)動模型的實施方案進行了深入的研究和分析，并提出具有高效性和可復用性特點的設備驅(qū)動模型的設計方案。在該模型下，本文通過改進微內(nèi)核任務之間的通信方式來提高驅(qū)動程序之間的通信效率；并通過復用Linux成熟可靠的源碼來縮短設備驅(qū)動程序的開發(fā)周期，從而增強了系統(tǒng)的可維護性。
　　本文首先對主

3、流操作系統(tǒng)中驅(qū)動模型進行研究與分析，然后介紹微內(nèi)核系統(tǒng)下現(xiàn)有的設備驅(qū)動模型，最后結(jié)合這些驅(qū)動模型提供的特點與共通性，提出了新型設備驅(qū)動模型的設計要素與設計方案，并基于該設備驅(qū)動模型完成了對USB驅(qū)動框架的設計和實現(xiàn)，使得微內(nèi)核操作系統(tǒng)能夠支持USB存儲設備的基本功能。經(jīng)測試統(tǒng)計表明，通過有效的利用設備驅(qū)動模型，USB驅(qū)動框架的性能得到一定提升了的同時極大地提高了服務端代碼對Linux的USB驅(qū)動代碼的復用率。這一測試結(jié)果表明設備驅(qū)動模型

4、設計方案的改進能有效提升驅(qū)動程序的性能和復用性。
　　本文通過深入研究和分析目前 L4微內(nèi)核中針對驅(qū)動程序的性能設計上的缺陷，從新的角度考慮和分析問題，提出了具有針對性的設備驅(qū)動模型的改進和優(yōu)化方案，并成功實現(xiàn)出具有一定創(chuàng)新性 USB驅(qū)動框架。該 USB驅(qū)動框架驗證了本文提出的設備驅(qū)動模型具有良好的可擴展性結(jié)構(gòu)，能夠良好的復用 Linux下的驅(qū)動代碼，并且縮短了驅(qū)動的開發(fā)周期和降低了后期對驅(qū)動部分維護的時間成本以及人力資源。本文的