2010第九章Linux设备管理.pptVIP

第9章 设备管理与模块机制 Linux设备分类与识别 设备转换表 设备驱动程序 设备注册与注销 块设备的请求队列 模块机制 Linux的设备管理 在 Linux 系统中，用户通过文件系统与设备接口。利用标准的系统调用可在设备上进行打开、关闭、读取或写入操作。 当用户进程发出I/O请求时，系统将请求处理的权限放在文件系统，文件系统通过驱动程序提供的接口将任务下放到驱动程序。驱动程序根据需要，对设备控制器进行操作，设备控制器再去控制设备本身进行I/O操作。 驱动程序向文件系统提供的接口屏蔽了设备的物理特性。 Linux系统的设备管理 每个设备都对应文件系统中的一个VFS inode， 都有一个设备文件名。 在设备文件对应的VFS inode中，i_mode域的值标明了它的类型： S_IFBLK：表示它是一个块设备； S_IFCHR：表示它是一个字符设备； 同时，设备文件对应的VFS inode中没有块列表，但却有一个名为i_rdev的域，其中存储着它所标识设备的主、次设备号。内核可以根据该域将设备文件名转化为设备的主、次设备号。 Linux系统的设备管理 每个设备都对应文件系统中的一个索引节点， 都有一个设备文件名。 应用程序通常可以通过系统调用open()打开设备文件， 建立起与目标设备的连接。 对设备的使用类似于对文件的存取。 设备驱动程序都是系统内核的一部分， 它们必须为系统内核或者它们的子系统提供一个标准的接口。 设备驱动程序也使用一些标准的内核服务， 如内存分配等 设备的分类 字符设备(c) 所有能够象字节流一样访问的设备都通过字符设备来实现，通常在/dev/目录下面 无需缓冲直接读写设备，通常只允许按顺序访问。如打印机、键盘，终端等。 一般要包含open， read， write， close等系统调用的实现 块设备(b) 通常是指诸如磁盘、内存、Flash等可以容纳文件系统的存储设备。 将数据按可寻址的块为单位进行处理，可以随机访问，利用缓冲技术 块设备也是通过文件系统来访问 网络接口设备 通常它指的是硬件设备，但有时也可能是一个软件设备(如回环接口loopback)，它们由内核中网络子系统驱动，负责发送和接收数据包。 它们的数据传送往往不是面向流的，因此很难将它们映射到一个文件系统的节点上。 查看系统中的设备：/proc/devices。 查看设备及其类型“ls -l /dev” 主设备号和次设备号 主设备号和次设备号 主设备号和次设备号能够唯一地标识一个设备 128（V2.0以前), 256(V2.0以后) 主设备号相同的设备使用相同的驱动程序，次设备号用于区分具体设备的实例 动态获取主设备号 设备文件 Linux使用设备文件来统一对设备的访问接口，将设备文件放在/dev/目录下 设备的命名一般为设备文件名+数字或者字母表示的子类，例如/dev/hda1, /dev/hda2等, /dev/hda 代表系统中的第一个IDE 硬盘， /dev/hdb 代表系统中的第二个 IDE 硬盘； hda1代表第1个分区， hda2代表第2个分区 注意：字符设备与块设备具有独立的编号， 例如，块设备(3,0)不同于字符设备(3,0) 设备文件通常可以表示 一个硬件设备，例如磁盘/dev/hda 或硬件设备的某一物理或逻辑分区，例如磁盘分区/dev/hda2 或一个虚拟的逻辑设备（不会与任何硬件设备相关联），例如/dev/null代表一个“黑洞” 对内核而言，一个设备文件的名字是无关紧要的，关键在于设备文件的类型及其主次设备号 如果一个系统含有两个具有相同主设备号和次设备号的设备文件，而且都是字符设备。当有两个进程想要同时打开这个字符设备时，会发生什么情况？关闭这个设备时又会发生什么情况？ 当有两个进程想要同时打开这个字符设备时，它将在各自的文件表中增加一次引用计数值。 关闭这个设备时可能会发生导致对这个设备是一个无法辨认的状态。从而使这个设备变成一个无用的设备。 设备文件通常包含在/dev目录中 一些设备文件的例子 Devfs设备文件 使用主、次设备号标识设备存在局限性 在/dev中的大多数设备是不存在的 8位长的主次设备号不够用 不容易记忆 上述原因以及其他的一些因素综合起来，促使了devfs设备文件的产生 Linux 2.4以后引入了设备文件系统（devfs）的概念，所有的设备文件作为一个可以挂装的文件系统，这样就可以被文件系统统一管理，从而设备文件就可以挂装到任何需要的地方。 一般将主设备建立一个目录，再将具体的子设备文件建立在此目录下。例如，/dev/mtdblock0 Devfs设备文件 有了Devfs设备文件之后，文件系统允许设备驱动程序通过名字而不是主次设备号注册设备，例如 所有的磁盘