内核管理设备（顺序阅读二）

一、设备的概括

（一）

1、设备就是文件

发人员操作设备就像操作文件。普通用户也可以操作设备。如，Unix标准命令（如cat）可以访问设备。然而件接口对文所能执行的操作是有限制的。

2、设备的某一种分类

块设备（b）1、:程序从块设备中按固定的块大小读取数据。2、进程能够通过内核访问磁盘上的任意区块。因为磁盘的容量是固定的，索引起来也很方便。
字符设备（c）1、:字符设备处理流数据，只能对字符设备读取和写入字符数据。字符设备没有固定容量，2、当对字符设备进行读写时，内核对相应的设备进行读写操作。
管道设备（p）:命名管道设备和字符设备类似，不同的是输入输出端不是内核驱动程序，而是另一个进程。
套接字设备（s）:套接字设备是跨进程通信经常用到的特殊接口，它们经常存放在/dev目录之外

（二）/dev与/sys

1、/dev目录：

1）它为用户进程与使用内核支持的设备进行引用。问题1，但是它简单，2，内核根据其找到设备的顺序为设备文件命名，所以系统每次重新启动，设备文件名有可能不同。

2）此目录中文件是供用户进程使用设备，用户可以通过此目录了解它们包含和代表的内容。

2、sysfs：

1）sysfs界面根据硬件属性统一显示设备信息。Linux内核通过一个文件和目录系统提供sysfs界面，

2）/sys/devices目录：此目录中的文件是用来查看设备信息和管理设备用的。文件和子目录一般都是供程序而不是用户访问的，

3）如/dev/sda代表的SATA硬盘在sysfs中路径可能是：/sys/devices/pci0000:00/0000:001f.2/host0/target0:0:0/0:0:0:0/block/sda

$ ls -l /sys/block                                        //可以显示指向sysfs的实际路径

$ udevadm info --query=all  --name=/dev/sda               //在/dev目录中查看设备文件的sysfs路径：使用udevadm命令查看路径和其他属性

（三）创建设备文件

1、不需要自己创建设备文件，由devtmpfs和udev来完成的，了解过程，mknod命令用来创建设备

#mknod /dev/sda1 b 8 2

mknod命令来创建临时的命名管道很方便，也可以用于系统恢复的时候创建丢失的设备文件

2、udev和devmpfs

1）udevd：系统内核在检测到新设备的时候（如发现一个USB存储器），会向用户进程发送消息，称为udevd。

udevd守护进程工作：

A、内核通过一个内部网络链接向udevd发送一个通知事件（uevent）

B、udevd加载uevent中的所有属性信息，如udevd获得了sysfs的设备路径和一些属性信息。

C、udevd执行规则解析（规则文件位于/lib/udev/rules.d和/etc/udev/rules.d目录中），决定执行哪些操作和增加哪些属性信息。

*undevam程序时udevd的管理工具，可以重新加载udevd规则，触发消息，搜索和浏览系统设备以及监控udevd从内核接受的消息。

$ udevadm info --query=all  --name=/dev/sda     //查看设备（如/dev/sda)的udev属性和规则

$ udevadm monitor                               //监控uevent

2）devmpfs：内核根据需要创建设备文件，并且在新设备可用时通知udevd。udevd在收到通知后并不创建设备文件，进行设备初始化以及发送消息通知，还在/dev目录中为设备创建符号链接文件。

*注意：

dd命令和设备：从输入文件和输入流读取数据，然后写入输出文件和输出流，主要用在块设备和字符设备。

$dd if=/dev/zero of=new_file bs=1024 count=1

if =file :代表输入文件，默认是标准输入。 of = file :代表输出文件，默认是标准输出。

bs=size : 代表数据块大小。ibs = size,obs = size :代表输入和输出块大小，相同用bs，不同用这个。

count = num :代表复制块的总数。在处理大文件或者无限数据流（/dev/zero）的时候，需要在某个地方停止dd 复制。skip = num : 代表跳过前面的num个块，不将它们复制到输出

二、设备名：

（一）硬盘( /dev/sd* ):

1、sd代表SCSI disk。

2、USB存储设备使用SCSI协议进行通信。SATA硬盘在Linux内核仍然在某些场合使用SCSI命令和它们通信。

（二）CD和DVD（/dev/sr*):

1、大多数光驱识别为SCSI设备。如果光驱使用的是老接口的话，可能会被识别为PATA设备。

2、/dev/sr*设备是只读的，它们只用于从光盘上读取数据。/dev/sg0（g代表generic)设备是可读写。

（三）PATA硬盘（/dev/hd*)

1、这是基于主从设备接口0和1固定设置方式

2、SATA设备有时候也会被这样识别：SATA设备在兼容模式中运行，会造成性能损失。检查BIOS设置，能否将SATA控制器切换到它原有的模式。

（四）终端设备（/dev/tty/*、/dev/pts/*和/dev/tty）
1、终端设备负责在用户进程和输入输出设备之间传送字符，通常是在终端显示屏上显示文字。
2、伪终端设备模拟终端设备的功能，由内核为程序提供I/O接口。如，shell终端。

3、常见的两个终端设备是：/dev/tty1（第一虚拟控制台）   /dev/pts/0（第一虚拟终端）  

/dev/pts目录中有一个专门的文件系统  /dev/tty代表当前进程正在使用的终端设备，虽然不是每个进程都连接到一个终端设备。

（五）串行端口（/dev/ttyS*）
1、Windows 上的COM1端口在Linux中表示为/dev/ttyS0，COM2表示为/dev/ttyS1。

2、可插拔USB串行适配器在USB和ACM模式下分别为：/dev/ttyUSB0、/dev/ttyACM0、/dev/ttyUSB1、/dev/ttyACM1等。

并行端口（/dev/lp0 和 /dev/lp1）

单向并行端口设备（被USB广泛取代的一种接口类型）：/dev/lp0 和 /dev/lp1,分别代表Windows中的LPT1和LPT2。双向并行端口：/dev/parport0和/dev/parport1。

（六）音频设备（/dev/snd/* 、/dev/dsp、/dev/audio和其他）

Linux系统有两组音频设备，分别是高级Linux声音架构（ALSA)/dev/snd和开放声音系统/dev/dsp

三、