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  • Linux /dev目录设备文件

    千次阅读 2019-02-25 17:30:55
    在linux系统下,硬件设备都是以文件的形式存在的,因而不同硬件设备有这不同的文件类型,这种文件类型叫做设备文件设备文件在外部设备与操作系统之间提供了一个接口,这样用户使用外部设备就相当于普通文件一样。...

    简介

    在linux系统下,硬件设备都是以文件的形式存在的,因而不同硬件设备有这不同的文件类型,这种文件类型叫做设备文件,设备文件在外部设备与操作系统之间提供了一个接口,这样用户使用外部设备就相当于普通文件一样。

     

    接口

    比如 /dev/sda 表示第一个 SCSI/IDE 盘,/dev/vda 表示第一个 virtio 磁盘。应用程序通过访问这些设备文件像操作文件一样来访问这些设备,可以使用的接口包括:

    int open(const char *path, int oflag, ... )

    int close(int fd);

    ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t nbyte)

    ssize_t read(int fd, void *buf, size_t nbyte)

    int ioctl(int d, int request, ...)

    在 Linux 系统上,设备驱动可以被动态加载和删除

    lsmod - 列出当前已经被加载的模块

    insmod <module_file> - insert/load 指定的模块文件

    modprobe <module> - insert/load 指定的 module,以及所有依赖

    rmmod <module> - remove/unload 指定的module

     

    常见的设备文件命名方式

    /dev/fd:软驱,即软盘。fd0 代表第一软盘设备,fd1代表第二个软盘设备。

    /dev/hd:IDE 磁盘。

    /dev/sd:SCSI 磁盘,例如U盘,Sda1表示第一块 SCSI 设备的第一个分区, /sdc5表示第三块SCSI设备的第一个逻辑分区

    /dev/tty:terminals

    /dev/vd:virtio 磁盘,virtio-block 类型的设备,virtio-blk 设备的名称以 ‘vd’ 开头。从  ‘vda’ 开始递增,数目在 26 个以内时,增长至 ‘vdz’;如果超过 26,则从 ’vdaa‘ 一直增长至 ’vdzz‘;最高可以增长到 ’vdzzz‘。

     

    名称在设备被加载后被确定,在重新加载或者系统重启后会重新生成,因此对同一个设备其名称可能会发生变化。

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  • Linux设备驱动程序和设备文件

    千次阅读 2018-01-14 18:25:10
    Linux设备驱动程序和设备文件 设备驱动程序 一个设备驱动程序是一个管理着系统与某种特定硬件之间交互作用的程序。驱动程序设备可理解的硬件指令和内核使用的固定编程接口之间起转换作用。驱动程序层的存在有...

    Linux设备驱动程序和设备文件

    设备驱动程序

    一个设备驱动程序是一个管理着系统与某种特定硬件之间交互作用的程序。驱动程序在设备可理解的硬件指令和内核使用的固定编程接口之间起转换作用。驱动程序层的存在有助于内核合理地保持设备独立性。
    在大多数情况下,设备驱动程序是内核的组成部分,它们不是用户进程。不过,一个驱动程序可以从内核里,也可以从用户空间进行访问。对设备的用户级访问往往要通过位于/dev目录下的特殊设备文件。内核把对这些文件操作映射到对驱动程序代码的调用上面。

    设备文件

    基本概念

    大多数硬件设备都在/dev目录中有一个对应的设备文件,网络设备除外。在/dev中的每个文件都有与之相关的主设备号和一个次设备号。内核用这些设备号把对一个设备文件的引用映射到相应的驱动程序上。主设备号标明与文件相关的驱动程序(换句话说是设备类型)。次设备号常常是指定某种给定设备类型的特定实例,次设备号有时被称为单元号。
    ls -l可以看到一个设备文件的主设备号和次设备号:

    [root@vps ~]# ls -l /dev/vda
    brw-rw---- 1 root disk 253, 0 Oct 15 15:21 /dev/vda

    设备文件分两种类型:

    1. 块设备文件:
      一个块设备文件每次读取或者写入一块数据(一组字节,通常是521的倍数),我们熟知的磁盘就是块设备,在/dev中对应的设备文件就是块设备文件。块设备文件在用ls -l查看时文件类型为b。
    2. 字符设备文件:
      字符设备每次读取或者写入一个字节。磁盘和磁带可以是块设备也可以是字符设备,而终端和打印机不行。字符设备文件在用ls -l查看时文件类型为c。
    创建设备文件

    在Linux下,一般不需要手动创建设备文件,因为在Linux下设备文件的创建有专门的udev系统来管理,当系统有新的设备出现(或者消失),会动态地管理设备文件的创建和删除。守护进程udevd监听内核传来的有关设备状态变化的消息。根据/etc/udev/lib/udev两个目录的配置信息,在找到设备或者断开设备的时候,udevd能够自动采取相应措施。在默认情况下,它只创建/dev里的设备文件。手动创建设备文件用mknod命令来创建,语法为:

    mknod filename type major minor
    • filename:要创建的设备文件名;
    • type:设备类型,c代表一个字符设备,b代表一个块设备;
    • major:主设备号;
    • minor:次设备号;

    参考文献

    Unix/Linux系统管理手册|第13章
    CSDN博客|主设备号和次设备号

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  • LinuxLinux文件目录

    千次阅读 2018-08-01 20:00:40
    由于目录文件是管理文件,所以从管理的角度来看,文件中目录的结构就会直接影响文件管理效果。目前,常见的目录结构有两种:一体化目录和分立式目录。   一体化目录 一体化目录与文件之间关系示意图如下: 也...

    从文件管理的角度来看,文件分为数据文件和目录文件。由于目录文件是管理文件,所以从管理的角度来看,文件中目录的结构就会直接影响文件管理效果。目前,常见的目录结构有两种:一体化目录和分立式目录。

     

    一体化目录

    一体化目录与文件之间关系示意图如下:

    也就是说,这种目录的特点就是把一个文件的所有信息都放在一个目录项中,所以叫做一体化目录。

     

    分立式目录

    由于一体化目录把用户没有必要知道的文件地址等物理信息都暴露给了用户,既不利于信息的隐蔽,也缺乏灵活性,违背了信息管理原则,因此在分立式目录中,目录被分成两部分:一部分只记录文件的文件名等用户关心的逻辑信息;另一部分则只记录文件所占用的存储块数目、位置等物理信息。前者叫做逻辑目录,简称目录;后者叫做文件索引节点,或i节点(inode)。由于i结点与文件唯一对应,所以i结点也叫做文件控制块(FCB)。

    分立式目录及目录文件的结构如下所示:

    用于集中记录i节点的文件叫做设备文件;而集中记录逻辑目录的文件叫做逻辑目录文件。

    分立目录文件的最大特点是,多个逻辑文件目录项可以对应同一个i节点,从而同一个文件可以有多种访问路径和不同的名称。为了记录同一个文件究竟有多少个引用,在设备文件中有一个引用计数项。

    现代文件系统大多数都采用这种灵活地分立式目录文件。

     

    硬连接与符号连接

    目录与文件之间的关联叫做连接,前面所述的连接方式都为硬连接。Linux及大多数UNIX的现代版本还有另一种连接,称为符号连接,或软连接。

    符号连接是一种通过文件来查找另一个文件的方法,即文件路径的终端不是用户要访问的目标文件,而是一个存放目标文件路径及文件名的特殊文件(连接文件)。这样,当用户进程通过连接文件目录找到连接文件时,系统还需要再根据连接文件中提供的路径和文件名找到目标文件。 

    符号连接之所以还叫软连接,是因为根据连接文件中的路径来查找目标文件的操作是由系统来完成的,目标文件与连接文件之间是互相独立的、互不影响的。所以当连接文件被删除时,目标文件不会受到任何影响;相应地,目标文件被删除时,连接文件也不会受到任何影响,只不过在通过符号连接到该文件时,为用户返回一个“该连接文件不存在”的提示。

    符号连接的优点在于,可以用一个文件指向另一个磁盘上的文件或目录,甚至还可以指向另一台计算机上的一个文件或目录。

    linux硬链接和软链接的区别

    原理上:

    硬链接:A是B的硬链接(A和B都是文件名),则A的目录项中的inode节点号与B的目录项中的inode节点号相同,即一个inode节点对应两个不同的文件名,两个文件名指向同一个文件,A和B对文件系统来说是完全平等的。如果删除了其中一个,对另外一个没有影响。每增加一个文件名,inode节点上的链接数增加一,每删除一个对应的文件名,inode节点上的链接数减一,直到为0,inode节点和对应的数据块被回收。注:文件和文件名是不同的东西,rm A删除的只是A这个文件名,而A对应的数据块(文件)只有在inode节点链接数减少为0的时候才会被系统回收。

    软链接:A是B的软链接(A和B都是文件名),A的目录项中的inode节点号与B的目录项中的inode节点号不相同,A和B指向的是两个不同的inode,继而指向两块不同的数据块。但是A的数据块中存放的只是B的路径名(可以根据这个找到B的目录项)。A和B之间是“主从”关系,如果B被删除了,A仍然存在(因为两个是不同的文件),但指向的是一个无效的链接。

    使用限制上:

    硬链接:

    • 不能对目录创建硬链接,原因有几种,最重要的是:文件系统不能存在链接环(目录创建时的".."除外,这个系统可以识别出来),存在环的后果会导致例如文件遍历等操作的混乱(du,pwd等命令的运作原理就是基于文件硬链接,顺便一提,ls -l结果的第二列也是文件的硬链接数,即inode节点的链接数);
    • 不能对不同的文件系统创建硬链接,即两个文件名要在相同的文件系统下;
    • 不能对不存在的文件创建硬链接,由原理即可知原因。

    软链接:

    • 可以对目录创建软链接,遍历操作会忽略目录的软链接;
    • 可以跨文件系统;
    • 可以对不存在的文件创建软链接,因为放的只是一个字符串,至于这个字符串是不是对于一个实际的文件,就是另外一回事了。

    命令:

    • 硬连接:ln 源文件 链接名
    • 软连接:ln -s 源文件 链接名

    参考文章:linux 文件inode 详解

     

    目录树及根目录

    目录树

    既然目录的集合也是一种文件,也就是说,一个目录项既可以指向一个普通文件,也可以指向一个目录文件。于是,为了便于文件的管理,在文件数目巨大的文件系统中,可以采用多级目录结构。

    下图所示就是一个具有三级目录的目录树,第一级目录叫做根目录,第二级目录为第一级目录的子目录,也是第三级目录的父目录:

    根目录

    由前面的介绍中可知,在访问一个文件时,首先须访问目录文件并通过目录来得到文件的i节点,进而得到文件。但由于目录本身存在于目录文件之中,而目录文件也需要通过目录来得到,于是,一个文件系统必须有一个不作为文件而存在的目录项,这个目录就叫做根目录。

    也就是说,磁盘上的文件系统除了普通文件和目录文件之外,在磁盘的某个固定的位置还要有一个不需要通过文件就能获得的目录——根目录,以使系统可以通过它来得到其他目录文件或普通文件。

     

    磁盘文件系统

    保存在磁盘上的文件系统叫做磁盘文件系统,它是操作系统的文件管理系统的工作基础。

    磁盘格式化

    一块空磁盘必须经格式化处理之后才能使用。磁盘格式化分为物理格式化和逻辑格式化。

    • 所谓物理格式化,也叫低级格式化,就是在磁盘上简历标准记录格式,从而可以将其看成是若干存储块组成的线性空间;
    • 所谓逻辑格式化,也叫高级格式化,就是按照文件管理和存储要求,在磁盘上建立操作系统可以识别、具有逻辑意义的存储区,例如引导记录区、文件目录区、数据区等。

    通常,硬盘在出厂前就已经进行过物理格式化,用户的工作就是对磁盘进行逻辑格式化。

    磁盘上的文件系统

    磁盘逻辑格式化之后,在磁盘上通常包括如下信息:如何启动所存储操作系统、磁盘的总块数、空闲块的数目及位置、目录结构以及各个具体数据文件。

    通常磁盘的存储逻辑结构为一下几部分:

    • 引导控制块:它通常为磁盘的第一块,因系统启动后,BIOS要到引导块中寻找引导程序,以便引导操作系统,所以作为引导块必须包含引导操作系统所需要的信息。由于在系统引导时,系统还没有建立起文件系统的各个机制,还不能解释任何文件,所以引导块信息为一组有序块,作为二进制文件被BIOS读入内存并被处理器执行;
    • 主分区,也叫根分区。该分区一般为操作系统内核映像文件及其他系统文件的存储区;
    • 分区控制块:除了主分区之外的其他分区通常就是用来存储文件的数据分区。这些分区的第一块为分区控制块,该块中含有本分区所包含的块数、块的大小、空闲块的数量及位置、文件控制块(FCB)的数量以及位置等信息;
    • 目录文件:通常处于分区控制块之后,存放分区内文件的目录文件;
    • 文件控制块(FCB):它通常处在文件数据块之前,内含文件的逻辑及物理信息,如文件许可、拥有者、大小以及占用数据块的位置等信息。

     

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  • Linux源码目录结构和Linux文件系统目录结构

    万次阅读 多人点赞 2018-03-14 18:03:34
    学习Linux也有一段时间了...arch:这个为目录是架构相关,里面存放了许多CPU架构,比如arm,x86,MIPS,PPC等,处理器原厂提供一套Linux内核的源码,那么这个目录下都有一套针对具体处理器CPU的子目录。每个CPU的...

    学习Linux也有一段时间了,具体来整理一下Linux源码的目录结构和文件系统的目录结构,以便加深记忆。

    一、Linux源码的目录结构

    首先上一张截图,如下所示:


    再看各个文件的介绍,借用一下其他资源。

    arch:这个为目录是架构相关,里面存放了许多CPU架构,比如arm,x86,MIPS,PPC等,

    处理器原厂提供一套Linux内核的源码,那么在这个目录下都有一套针对具体处理器CPU的子目录。每个CPU的子目录,又进一步分解为boot,mm,kernel等子目录,分别控制系统引导,内存管理,系统调用,动态调频,主频率设置部分等。
    在arch目录中有关键的平台文件。任何一款支持Linux的处理器,都有一部分内核代码是针对特定的处理器来提供的,具体的实现就是通过平台文件。
    迅为4412的平台文件,是arch→arm→mach-exynos→mach-itop4412.c。
    arch→arm→boot目录,默认编译生成的内核镜像是在这个目录下。
    在arch→arm→kernel目录中,有针对具体CPU处理器的代码,有相关内核特性实现方式,如信号处理等。这一部分当然是芯片厂商做好了,4412的这部分就是三星已经做好的部分。
    在arch→arm→lib目录中,有一些和硬件相关库函数,后面学习驱动的时候会使用到。

    在arch→arm→tools目录中,包含了生成镜像的工具。


    block:在linux中block表示块设备(以块(多个字节组成的整体,类似于扇区)为单位来整体访问),譬如说SD卡、iNand、Nand、硬盘等都是块设备。你几乎可以认为块设备就是存储设备。block目录下放的是一些linux存储体系中关于块设备管理的代码。

    crypto:英文意思是加密。这个目录下放了一些各种常见的加密算法的C语言代码实现。譬如crc32、md5、sha1等。

    Documentation:里面放了一些文档。

    drivers:驱动目录,里面分门别类的列出了linux内核支持的所有硬件设备的驱动源代码。就是需要重点学习的部分。

    firmware:固件。什么是固件?固件其实是软件,不过这个软件是固话到IC里面运行的叫固件:就像S5PV210里的iROM代码。

    fs:fs就是file system,文件系统,里面列出了linux支持的各种文件系统的实现。

    include:头文件目录,公共的(各种CPU架构共用的)头文件都在这里。每种CPU架构特有的一些头文件在arch/arm/include目录及其子目录下。

    init:init是初始化的意思,这个目录下的代码就是linux内核启动时初始化内核的代码。


    如下图所示,部分目录如下。下面的这些目录,几乎不需要我们去动其中任何一个文件。

    ipc:ipc就是inter process commuication,进程间通信,里面都是linux支持的IPC的代码实现。

    kernel:kernel就是内核,就是linux内核,所以这个文件夹下放的就是内核本身需要的一些代码文件。

    lib:lib是库的意思,这里面都是一些公用的有用的库函数,注意这里的库函数和C语言的库函数不一样的。在内核编程中是不能用C语言标准库函数,这里的lib目录下的库函数就是用来替代那些标准库函数的。譬如在内核中要把字符串转成数字用atoi,但是内核编程中只能用lib目录下的atoi函数,不能用标准C语言库中的atoi。譬如在内核中要打印信息时不能用printf,而要用printk,这个printk就是我们这个lib目录下的。
    mm:mm是memory management,内存管理,linux的内存管理代码都在这里。
    net:该目录下是网络相关的代码,譬如TCP/IP协议栈等都在这里。


    scripts:脚本,这个目录下全部是脚本文件,这些脚本文件不是linux内核工作时使用的,而是用来辅助对linux内核进行配置编译生产的。我们并不会详细进入分析这个目录下的脚本,而是通过外围来重点学会配置和编译linux内核即可。
    security:安全相关的代码。不用去管。
    sound:音频处理相关的。
    tools:linux中用到的一些有用工具
    usr:目录下是initramfs相关的,和linux内核的启动有关,暂时不用去管。


    virt:内核虚拟机相关的,暂时不用管。
    Kbuild:Kbuild是kernel build的意思,就是内核编译的意思。这个文件就是linux内核特有的内核编译体系需要用到的文件。
    Makefile:这个是linux内核的总makefile,整个内核工程用这个Makefile来管理的。

    二、文件系统目录结构

    先上图,如下图所示:


    1、/-
    每一个文件和目录从根目录开始。

    只有root用户具有该目录下的写权限。请注意,/root是root用户的主目录,这与/.不一样

    2、/bin中 - 用户二进制文件

    包含二进制可执行文件。
    在单用户模式下,你需要使用的常见Linux命令都位于此目录下。系统的所有用户使用的命令都设在这里。

    例如:ps、ls、ping、grep、cp

    3、/sbin目录 - 系统二进制文件

    就像/bin,/sbin同样也包含二进制可执行文件。

    但是,在这个目录下的linux命令通常由系统管理员使用,对系统进行维护。例如:iptables、reboot、fdisk、ifconfig、swapon命令

    4、/etc - 配置文件

    包含所有程序所需的配置文件。
    也包含了用于启动/停止单个程序的启动和关闭shell脚本。例如:/etc/resolv.conf、/etc/logrotate.conf

    hosts:设备名称(或域名)到ip地址的解析,相当于本地存在的dns功能。

    5、/dev - 设备文件

    包含设备文件。

    这些包括终端设备、USB或连接到系统的任何设备。例如:/dev/tty1、/dev/usbmon0

    6、/proc - 进程信息

    包含系统进程的相关信息。
    这是一个虚拟的文件系统,包含有关正在运行的进程的信息。例如:/proc/{pid}目录中包含的与特定pid相关的信息。

    这是一个虚拟的文件系统,系统资源以文本信息形式存在。例如:/proc/uptime

    7、/var - 变量文件

    var代表变量文件。
    这个目录下可以找到内容可能增长的文件。

    这包括 - 系统日志文件(/var/log);包和数据库文件(/var/lib);电子邮件(/var/mail);打印队列(/var/spool);锁文件(/var/lock);多次重新启动需要的临时文件(/var/tmp);

    8、/tmp - 临时文件

    包含系统和用户创建的临时文件。

    当系统重新启动时,这个目录下的文件都将被删除。

    9、/usr - 用户程序

    包含二进制文件、库文件、文档和二级程序的源代码。
    /usr/bin中包含用户程序的二进制文件。如果你在/bin中找不到用户二进制文件,到/usr/bin目录看看。例如:at、awk、cc、less、scp。
    /usr/sbin中包含系统管理员的二进制文件。如果你在/sbin中找不到系统二进制文件,到/usr/sbin目录看看。例如:atd、cron、sshd、useradd、userdel。
    /usr/lib中包含了/usr/bin和/usr/sbin用到的库。

    /usr/local中包含了从源安装的用户程序。例如,当你从源安装Apache,它会在/usr/local/apache2中

    10、/home - HOME目录

    所有用户用home目录来存储他们的个人档案。

    例如:/home/john、/home/nikita

    11、/boot - 引导加载程序文件

    包含引导加载程序相关的文件。
    内核的initrd、vmlinux、grub文件位于/boot下。

    例如:initrd.img-2.6.32-24-generic、vmlinuz-2.6.32-24-generic

    12、/lib - 系统库

    包含支持位于/bin和/sbin下的二进制文件的库文件.
    库文件名为 ld*或lib*.so.*

    例如:ld-2.11.1.so,libncurses.so.5.7

    13、/opt - 可选的附加应用程序

    opt代表可选的。
    包含从个别厂商的附加应用程序。

    附加应用程序应该安装在/opt/或者/opt/的子目录下。

    14、/mnt - 挂载目录

    临时安装目录,系统管理员可以挂载文件系统。15、/media - 可移动媒体设备
    用于挂载可移动设备的临时目录。
    举例来说,挂载CD-ROM的/media/cdrom,挂载软盘驱动器的/media/floppy;16、/srv - 服务数据
    srv代表服务。
    包含服务器特定服务相关的数据。
    例如,/srv/cvs包含cvs相关的数据。


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  • Linux文件系统目录结构详解

    万次阅读 2017-10-08 13:09:34
    引言 对于每一个Linux学习者来说,了解Linux文件系统的目录结构,是学好Linux的至关重要的一步.,深入了解... Linux 或 Unix 操作系统,所有的文件目录都被组织成以一个根节点开始的倒置的树状结构。 linux
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  • Linux 设备文件分类

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    Linux 的一个重要特点就是将所有的设备都当做文件进行处理,这一类特殊文件就是设备文件,它们可以使用前面提到的文件、I/O 相关函数进行操作,这样就大大方便了对设备的处理。它通常/dev 下面存在一个对应的逻辑...
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    千次阅读 2018-08-14 12:58:54
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  • Linux中各种设备设备

    千次阅读 2016-07-24 10:50:18
    Linux中所有一切都是文件Linux中的各种设备,分类来说,可分为物理设备及特殊设备。前者是客观存在设备,而后者则未必能系统找到,又可以称为伪设备,下面按物理设备和特殊设备,对其进行系统归纳总结。
  • Linux设备文件(Device file)

    万次阅读 多人点赞 2018-03-31 17:30:09
    Linux设备文件(Device file) 设备文件概述类Unix操作系统设备文件或特殊文件是设备驱动程序的接口,出现文件系统就好像它是普通文件一样。MS-DOS,OS / 2和Microsoft Windows也有特殊文件。 这些...

空空如也

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在linux中目录是存在设备文件的

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