Il sistema operativo Windows XP - Apogeo

3.3.5 Gestore di I/O
Il gestore di I/O (I/O manager) è responsabile del file system, dei driver del dispositivo e dei
driver della rete. Tiene traccia di quali driver del dispositivo, driver del filtro e file system sono
caricati ed inoltre controlla i buffer per le richieste di I/O. Funziona con il gestore di VM per
fornire file a memoria mappata I/O e controlla il gestore della cache di Windows XP, che gestisce
la cache dell’intero sistema di I/O. Il gestore di I/O è fondamentalmente asincrono; mentre l’I/O
sincrono è fornito esplicitamente in attesa di un completamento di un’operazione di I/O. Il gestore
di I/O fornisce parecchi modelli di completamento asincrono di I/O compresa la regolazione di
eventi, l’invio degli APC al thread di inizio, e le porte di completamento di I/O che permettono ad
un singolo thread di processare i completamenti di I/O da parte di molti altri thread.
I driver del dispositivo sono organizzati come una lista per ogni dispositivo (chiamato driver o stack
I/O in conseguenza di come vengono aggiunti i driver del dispositivo). Il gestore di I/O converte le
richieste ricevute in una forma standard che si chiama pacchetto di richiesta di I/O (I/O request
packet: IRP) che inoltra al primo driver nello stack per processarlo. Dopo che ogni driver ha
processato l’IRP, chiama il gestore di I/O per inoltrarlo al driver successivo nello stack, o, se il
processo è finito, per completare l’operazione sull’IRP.
I completamenti possono avvenire in un contesto differente dalla richiesta originale di I/O. Per
esempio, se un driver sta eseguendo la propria parte di un’operazione di I/O ed è forzato a bloccarsi
per un lungo tempo, può accodare l’IRP al thread lavoratore per proseguire il processo nel contesto
del sistema. Nel thread originale il driver restituisce uno stato che specifica che la richiesta di I/O è
in corso, in modo che il thread possa continuare l’esecuzione in parallelo con l’operazione di I/O.
IRP può anche essere elaborato nelle routine di interrupt del servizio e completato in un contesto
arbitrario. Poiché una qualche elaborazione finale ha bisogno di avvenire nel contesto che ha iniziato
l’I/O, il gestore di I/O usa una APC per eseguire il processo di completamento finale di I/O nel
contesto del thread che ha dato l’avvio.
Il modello dello stack del dispositivo è molto flessibile. Mentre si costruisce uno stack del
driver, vari driver hanno l'opportunità di inserirsi nello stack come driver del filtro (filter drivers).
I driver del filtro hanno la possibilità di esaminare e potenzialmente modificare ogni operazione di
I/O. La gestione del montaggio, della partizione e le operazioni di striping/mirroring sono esempi di
funzionalità implementate usando i driver del filtro che operano al di sotto del file system nello
stack. I driver del filtro del file system agiscono sopra il file system e sono usati per realizzare
alcune funzionalità quali la gestione della memorizzazione gerarchica, la singola istanza di file per
l’avvio remoto , e la conversione dinamica del formato. Terze parti usano anche un filtro del file
system per implementare il rilevamento di virus.
I driver dei dispositivi di Windows XP sono scritti secondo le specifiche del modello di driver
di Windows (WDM) che elenca i driver del dispositivo includendo la stratificazione dei driver del
filtro, la condivisione del codice comune per gestire l'alimentazione, le richieste plug-and-play e la
costruzione della corretta logica di cancellazione, ecc.
A causa della ricchezza di WDM, può essere un carico eccessivo di lavoro scrivere un driver
completo WDM del dispositivo per ogni nuovo dispositivo hardware. Fortunatamente non è
necessario a causa del modello di port/miniport. Per classi similari di dispositivi, quali i driver
audio, i dispositivi SCSI ed i controller Ethernet, ogni istanza ad un dispositivo condivide un driver
comune per quella classe, chiamato driver port (port driver). Il driver port realizza le operazioni
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