建站
咨詢
售后
建站咨詢
新聞中心
深入淺出：Linux字符設(shè)備號解析
發(fā)展壯大離不開廣大客戶長期以來的信賴與支持，我們將始終秉承“誠信為本、服務(wù)至上”的服務(wù)理念，堅持“二合一”的優(yōu)良服務(wù)模式，真誠服務(wù)每家企業(yè)，認真做好每個細節(jié)，不斷完善自我，成就企業(yè)，實現(xiàn)共贏。行業(yè)涉及封陽臺等，在網(wǎng)站建設(shè)、成都全網(wǎng)營銷推廣、WAP手機網(wǎng)站、VI設(shè)計、軟件開發(fā)等項目上具有豐富的設(shè)計經(jīng)驗。
在Linux系統(tǒng)中，設(shè)備文件可分為兩種類型：塊設(shè)備和字符設(shè)備。其中字符設(shè)備，是一種能夠一次性讀寫一個字節(jié)或一個字符的設(shè)備，如鍵盤、鼠標(biāo)、打印機、聲卡等。而字符設(shè)備號，則用于在Linux系統(tǒng)中唯一標(biāo)識每個字符設(shè)備。本篇文章將深入淺出地解析Linux字符設(shè)備號的相關(guān)知識。
Linux字符設(shè)備號的定義
在Linux系統(tǒng)中，每個字符設(shè)備號由兩部分組成：主設(shè)備號和次設(shè)備號。主設(shè)備號用于標(biāo)識設(shè)備所屬的設(shè)備類型，同時也決定了字符設(shè)備的主要操作函數(shù)；而次設(shè)備號則用于標(biāo)識同一類型設(shè)備的不同實例。
一般情況下，主設(shè)備號的值是預(yù)設(shè)的，而次設(shè)備號則由內(nèi)核動態(tài)分配。在Linux源碼的include/linux/major.h中，我們可以找到一些已經(jīng)預(yù)設(shè)好的主設(shè)備號，如下所示：
“`
#define MEM_MAJOR 1
#define FLOPPY_MAJOR 2
#define HD_MAJOR 3
#define TTY_MAJOR 4
#define LP_MAJOR 6
“`
其中，4號主設(shè)備號的被稱為tty設(shè)備，即終端設(shè)備，這是Linux中最常見的設(shè)備類型。其他設(shè)備類型如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、聲卡、輸入設(shè)備等，都有自己的主設(shè)備號。
次設(shè)備號的分配
Linux內(nèi)核用一套動態(tài)分配的方式來為字符設(shè)備分配次設(shè)備號。這一套機制叫做udev（user space device），是內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)之間交互的重要組成部分。
當(dāng)我們插入一臺新設(shè)備時，udev會首先查詢目錄/lib/udev/devices，找到一個未使用的次設(shè)備號，然后創(chuàng)建一個對應(yīng)的設(shè)備文件，最終將該設(shè)備文件與對應(yīng)的次設(shè)備號關(guān)聯(lián)。這樣，在用戶態(tài)通過設(shè)備文件訪問到設(shè)備時，實際上是通過該文件與次設(shè)備號關(guān)聯(lián)起來的。
此外，次設(shè)備號的分配方式還可以通過內(nèi)核態(tài)ioctl接口進行配置。在實際開發(fā)中，我們可以通過下面這段代碼來修改設(shè)備的次設(shè)備號
“`
int ioctl(int fd, unsigned long cmd, unsigned long arg);
“`
其中fd是打開設(shè)備文件返回的文件描述符，cmd是需要執(zhí)行的命令，arg是與命令有關(guān)的參數(shù)。通過這個接口，我們可以動態(tài)分配和修改次設(shè)備號，實現(xiàn)更精細的設(shè)備管理和控制。
Linux字符設(shè)備號的使用
有了主次設(shè)備號，我們就可以構(gòu)造字符設(shè)備號了。在Linux內(nèi)核的include/linux/fs.h中，有一個宏MKDEV，可以用于將主次設(shè)備號合并成一個字符設(shè)備號。例如：
“`
dev_t devno = MKDEV(2, 1); // devno此時為 0x0201
“`
其中，2表示主設(shè)備號，1表示次設(shè)備號。需要注意的是，主次設(shè)備號的更大取值都為255，在分配前需要充分考慮到主設(shè)備號的預(yù)設(shè)值。
除了MKDEV宏，我們還可以通過字符設(shè)備相關(guān)頭文件的宏定義來獲取主設(shè)備號或次設(shè)備號。
其中，MAJOR宏返回設(shè)備號的主設(shè)備號，MINOR宏返回設(shè)備號的次設(shè)備號。我們也可以用來這樣直接獲取設(shè)備號
“`
dev_t devno;
devno = inode->i_rdev; // 獲取設(shè)備號
unsigned int major = MAJOR(devno);
unsigned int minor = MINOR(devno);
“`
其中，inode是一個Linux內(nèi)核中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，表示一個文件的i-node節(jié)點。通過i-node節(jié)點，我們可以訪問到文件的各項屬性，包括文件所關(guān)聯(lián)的設(shè)備文件。i_rdev即是i-node節(jié)點中的設(shè)備號信息。
在Linux系統(tǒng)中，字符設(shè)備是一種能夠一次性讀寫一個字節(jié)或一個字符的設(shè)備，如鍵盤、鼠標(biāo)、打印機、聲卡等。字符設(shè)備號則用于在Linux系統(tǒng)中唯一標(biāo)識每個字符設(shè)備。
字符設(shè)備號由兩部分組成：主設(shè)備號和次設(shè)備號。其中，主設(shè)備號用于標(biāo)識設(shè)備所屬的設(shè)備類型，次設(shè)備號則用于標(biāo)識同一類型設(shè)備的不同實例。主設(shè)備號的值是預(yù)設(shè)的，而次設(shè)備號則由內(nèi)核動態(tài)分配。
通過MKDEV宏、MAJOR宏和MINOR宏等宏定義，我們可以方便地獲取和操作字符設(shè)備號。同時，通過ioctl接口，我們還可以動態(tài)分配和修改次設(shè)備號，實現(xiàn)更精細的設(shè)備管理和控制。
成都網(wǎng)站建設(shè)公司-創(chuàng)新互聯(lián)為您提供網(wǎng)站建設(shè)、網(wǎng)站制作、網(wǎng)頁設(shè)計及定制高端網(wǎng)站建設(shè)服務(wù)！
在Linux內(nèi)核中,注冊字符設(shè)備驅(qū)動程序的函數(shù)是?
字符設(shè)備驅(qū)動程序框架 1、寫出open、write函數(shù) 2、告訴內(nèi)核 1）、定義一個struct file_operations結(jié)構(gòu)并填充好 static struct file_operations first_drv_fops = { .owner = THIS_MODULE, /* 這是一個宏，推向編譯模塊時自動創(chuàng)建的__this_module變量 */ .open = first_drv_open, .write = first_drv_write, }; 2）、把struct file_operations結(jié)構(gòu)體告訴內(nèi)核 major = register_chrdev(0, “first_drv”, &first_drv_fops); // 注冊, 告訴內(nèi)核相關(guān)參數(shù)：之一個，設(shè)備號，0自動分配主設(shè)備號，否則為主設(shè)備號0－255 第二個：設(shè)備名第二個：struct file_operations結(jié)構(gòu)體 4）、register_chrdev由誰調(diào)用（入口函數(shù)調(diào)用） static int first_drv_init(void) 5）、入口函數(shù)須使用內(nèi)核宏來修飾 module_init(first_drv_init); module_init會定義一個結(jié)構(gòu)體，這個結(jié)構(gòu)體里面有一個函數(shù)指針指向first_drv_init這個函數(shù)，當(dāng)我們加載或安裝一個驅(qū)動時，內(nèi)核會自動找到這個結(jié)構(gòu)體，然后調(diào)用里面的函數(shù)指針，這個函數(shù)指針指向first_drv_init這個函數(shù)，first_drv_init這個函數(shù)就是把struct file_operations結(jié)構(gòu)體告訴內(nèi)核 6）、有入口函數(shù)就有出口函數(shù) module_exit(first_drv_exit); 最后加上協(xié)議 MODULE_LICENSE(“GPL”); 3、mdev根據(jù)系統(tǒng)信息自動創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點： 每次寫驅(qū)動都要手動創(chuàng)建設(shè)備文件過于麻煩，使用設(shè)備管理文件系統(tǒng)則方便很多。在2.6的內(nèi)核以前一直使用的是devfs，但是它存在許多缺陷。它創(chuàng)建了大量的設(shè)備文件，其實這些設(shè)備更本不存在。而且設(shè)備與設(shè)備文件的映射具有不確定性，比如U盤即可能對應(yīng)sda，又可能對應(yīng)sdb。沒有足夠的主/輔設(shè)備號。2.6之后的內(nèi)核引入了sysfs文件系統(tǒng)，它掛載在/sys上，配合udev使用，可以很好的完成devfs的功能，并彌補了那些缺點。（這里說一下，當(dāng)今內(nèi)核已經(jīng)使用netlink了）。 udev是用戶空間的一個應(yīng)用程序，在嵌入式中用的是mdev，mdev在busybox中。mdev是udev的精簡版。首先在busybox中添加支持mdev的選項： Linux System Utilities —> mdev Support /etc/mdev.conf Support subdirs/symlinks Support regular expressions substitutions when renaming device Support command execution at device addition/removal 然后修改/etc/init.d/rcS: echo /in/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug /in/mdev -s 執(zhí)行mdev -s ：以‘-s’為參數(shù)調(diào)用位于 /in目錄寫的mdev（其實是個鏈接，作用是傳遞參數(shù)給/bin目錄下的busybox程序并調(diào)用它），mdev掃描 /sys/class 和 /sys/block 中所有的類設(shè)備目錄，如果在目錄中含有名為“dev”的文件，且文件中包含的是設(shè)備號，則mdev就利用這些信息為這個設(shè)備在/dev 下創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點文件。一般只在啟動時才執(zhí)行一次 “mdev -s”。熱插拔事件：由于啟動時運行了命 令：echo /in/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug ，那么當(dāng)有熱插拔事件產(chǎn)生時，內(nèi)核就會調(diào)用位于 /in目錄的mdev。這時mdev通過環(huán)境變量中的 ACTION 和 DEVPATH，來確定此次熱插拔事件的動作以及影響了/sys中的那個目錄。接著會看看這個目錄中是否“dev”的屬性文件，如果有就利用這些信息為 這個設(shè)備在/dev 下創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點文件重新打包文件系統(tǒng)，這樣/sys目錄，/dev目錄就有東西了下面是create_class的原型： #define class_create(owner, name) / ({ / static struct lock_class_key __key; / __class_create(owner, name, &__key); / }) extern struct class * __must_check __class_create(struct module *owner, const char *name, struct lock_class_key *key); class_destroy的原型如下： extern void class_destroy(struct class *cls); device_create的原型如下： extern struct device *device_create(struct class *cls, struct device *parent, dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt, …) __attribute__((format(printf, 5, 6))); device_destroy的原型如下： extern void device_destroy(struct class *cls, dev_t devt); 具體使用如下，可參考后面的實例： static struct class *firstdrv_class; static struct class_device *firstdrv_class_dev; firstdrv_class = class_create(THIS_MODULE, “firstdrv”); firstdrv_class_dev = class_device_create(firstdrv_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, “xyz”); /* /dev/xyz */ class_device_unregister(firstdrv_class_dev); class_destroy(firstdrv_class); 下面再來看一下應(yīng)用程序如何找到這個結(jié)構(gòu)體的在應(yīng)用程序中我們使用open打開一個設(shè)備：如：open(/dev/xxx, O_RDWR); xxx有一個屬性，如字符設(shè)備為c,后面為讀寫權(quán)限，還有主設(shè)備名、次設(shè)備名，我們注冊時 通過register_chrdev(0, “first_drv”, &first_drv_fops)（有主設(shè)備號，設(shè)備名，struct file_operations結(jié)構(gòu)體）將first_drv_fops結(jié)構(gòu)體注冊到內(nèi)核數(shù)組chrdev中去的，結(jié)構(gòu)體中有open,write函數(shù)，那么應(yīng)用程序如何找到它的，事實上是根據(jù)打開的這個文件的屬性中的設(shè)備類型及主設(shè)備號在內(nèi)核數(shù)組chrdev里面找到我們注冊的first_drv_fops，實例代碼： #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include static struct class *firstdrv_class; static struct class_device *firstdrv_class_dev; volatile unsigned long *gpfcon = NULL; volatile unsigned long *gpfdat = NULL; static int first_drv_open(struct inode *inode, struct file *file) { //printk(“first_drv_open\n”); /* 配置GPF4,5,6為輸出 */ *gpfcon &= ~((0x3); return 0; } if (strcmp(argv, “on”) == 0) { val = 1; } else { val = 0; } write(fd, &val, 4); return 0; }
Linux驅(qū)動與設(shè)備節(jié)點簡介 & Android內(nèi)核與Linux內(nèi)核的區(qū)別
驅(qū)動是內(nèi)核的一部分，作為直接訪問物理硬件的一個軟件層，用于應(yīng)用程序與物理硬件設(shè)備通信。內(nèi)核包含多種驅(qū)動，如WIFI、USB、Audio、藍牙、相機、顯示驅(qū)動。
（1）設(shè)備驅(qū)動程序三類：字符設(shè)備驅(qū)動程序、塊設(shè)備驅(qū)動程序、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動程序；
（2）對應(yīng)Linux三類設(shè)備：字符設(shè)備、塊設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；
（3）常見字符設(shè)備：鼠標(biāo)、鍵盤、串口、控制臺等；
（4）常見塊設(shè)備：各種硬盤、flash磁盤、RAM磁盤等；
（5）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(網(wǎng)絡(luò)接口)：eth0、eth1，注：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備沒有設(shè)備節(jié)點，應(yīng)用程序通過Socket訪問網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備面向報文，較難實現(xiàn)相關(guān)read、write等文件讀寫函數(shù)，所以驅(qū)動的實現(xiàn)也與字符設(shè)備和塊設(shè)備不同。
Linux使用對文件一樣的管理方式來管理設(shè)備，所有設(shè)備都以文件的形式存放在/dev目錄下，系統(tǒng)中的每個字符設(shè)備或者塊設(shè)備都必須為其創(chuàng)建一個設(shè)備文件，它包含了該設(shè)備的設(shè)備類型（塊設(shè)備或字符設(shè)備）、設(shè)備號（主設(shè)備號和次設(shè)備號）以及設(shè)備訪問控制屬性等。設(shè)備節(jié)點通過
mknod
命令創(chuàng)建，也可以由Udev用戶工具軟件在系統(tǒng)啟動后根據(jù)/sys目錄下每個設(shè)備的實際信息創(chuàng)建，使用后一種方式可以為每個設(shè)備動態(tài)分配設(shè)備號。
Linux中設(shè)備節(jié)點通過“mknod”命令創(chuàng)建，創(chuàng)建時需要指定主設(shè)備號和次設(shè)備號，即指定對應(yīng)的驅(qū)動程序和對應(yīng)的物理設(shè)備（訪問設(shè)備節(jié)點時就相當(dāng)于通過其設(shè)備號訪問驅(qū)動程序進而間接訪問到物理設(shè)備）。主設(shè)備號用來區(qū)分不同種類的設(shè)備，而次設(shè)備號用來區(qū)分同一類型的多個設(shè)備。對于常用設(shè)備，Linux有約定俗成的編號，如硬盤的主設(shè)備號是3
理解：應(yīng)用程序通過訪問設(shè)備節(jié)點讀取主設(shè)備號和次設(shè)備號，通過主設(shè)備號找對應(yīng)的驅(qū)動，通過次設(shè)備號對應(yīng)到具體物理設(shè)備。注：1個驅(qū)動對應(yīng)一類設(shè)備，并用唯一主設(shè)備號標(biāo)識。
Linux支持的各種設(shè)備的主設(shè)備號定義在include/linux/major.h文件中，已經(jīng)在官方注冊的主設(shè)備號和次設(shè)備號在Documentation/devices.txt文件中。
Android系統(tǒng)更底層是Linux，并且在中間加上了一個Dalvik / ART的Java虛擬機，從表面層看是Android運行庫。每個Android應(yīng)用都運行在自己的進程上，享有Dalvik / ART虛擬機為它分配的專有實例，并支持多個虛擬機在同一設(shè)備上高效運行，虛擬機執(zhí)行的是專有格式的可執(zhí)行文件(.dex) – 該格式經(jīng)過優(yōu)化，以將內(nèi)存好用降到更低。
Android內(nèi)核和Linux內(nèi)核的差別主要體現(xiàn)在如下11個方面：
關(guān)于linux 字符設(shè)備號的介紹到此就結(jié)束了，不知道你從中找到你需要的信息了嗎 ？如果你還想了解更多這方面的信息，記得收藏關(guān)注本站。
創(chuàng)新互聯(lián)-老牌IDC、云計算及IT信息化服務(wù)領(lǐng)域的服務(wù)供應(yīng)商，業(yè)務(wù)涵蓋IDC（互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心）服務(wù)、云計算服務(wù)、IT信息化、AI算力租賃平臺（智算云），軟件開發(fā)，網(wǎng)站建設(shè)，咨詢熱線:028-86922220
名稱欄目：「深入淺出：Linux字符設(shè)備號解析」(linux字符設(shè)備號)
網(wǎng)站路徑：http://www.5511xx.com/article/dhcicie.html
