linux字符设备放在哪

青灯夜游

发布时间：2023-04-07 16:29:57

2176人浏览过

来源于php中文网

原创

linux字符设备放在“/dev”目录中。字符设备是指只能一个字节一个字节进行读写操作的设备，一般每个字符设备或者块设备都会在“/dev”目录下对应一个设备文件，并且每个设备文件都必须有主/次设备号，主设备号相同的设备是同类设备，使用同一个驱动程序。

linux字符设备放在哪

本教程操作环境：linux7.3系统、Dell G3电脑。

1、Linux设备驱动分类

Linux系统将设备分为三个类：字符设备、块设备、网络设备，在这三大类中，字符设备相对比较简单，应用程序通过字符设备文件来访问字符设备，本讲主要介绍字符设备，如果对块设备和网络设备感兴趣的话，可以参看相关资料，并对其进行深入了解。

2、什么是字符设备？

字符设备是指只能一个字节一个字节进行读写操作的设备，不能随机读取设备中的某一数据、读取数据要按照先后顺序。字符设备是面向流的设备，常见的字符设备有鼠标、键盘、串口、控制台和LED等。

一般每个字符设备或者块设备都会在/dev目录下对应一个设备文件，并且每个设备文件都必须有主/次设备号，主设备号相同的设备是同类设备，使用同一个驱动程序。

Linux用户层程序通过设备文件来使用驱动程序操作字符设备或块设备。

可以通过

cat /proc/devices

命令查看当前已经加载的设备驱动程序的主设备号。

通过在/dev目录下执行命令

ls -l

可以看到所有设备文件的主设备号和次设备号：

对常见设备文件作如下说明：

/dev/hd[a-t]：IDE设备

/dev/sd[a-z]：SCSI设备

/dev/fd[0-7]：标准软驱

/dev/md[0-31]：软raid设备

/dev/loop[0-7]：本地回环设备

/dev/mem：内存

/dev/null：无限数据接收设备,相当于黑洞

/dev/zero：无限零资源

/dev/tty[0-63]：虚拟终端

/dev/ttyS[0-3]：串口

/dev/lp[0-3]：并口

/dev/console：控制台

/dev/fb[0-31]：framebuffer

/dev/cdrom => /dev/hdc

/dev/modem => /dev/ttyS[0-9]

/dev/pilot => /dev/ttyS[0-9]

3、如何建立设备文件？

建立设备文件有两种方式，一是通过系统调用mknod()，编程中调用该函数可以建立一个新的设备文件名，另外一种就是通过mknod命令，命令的第一个参数为设备文件名，第二个参数为设备类型，比如c表示字符设备，第三、四个参数为设备文件的主设备号和次设备号，比如231和0。主设备号和次设备号合起来唯一的确定一个设备，同一个设备不同类型的主设备号是一样的，次设备号不同，比如一个硬盘的多个分区就有不同的次设备号，通过主设备号就可以把设备文件与驱动程序关联起来。

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；

4、如何描述字符设备？

Linux内核中抽象出struct cdev结构体来表示一个字符设备，cdev 定义于中其中，其中最关键的是file_operations结构，它是实现字符设备的操作集。

struct cdev {
        struct kobject kobj;   //  内嵌内核对象
        struct module *owner;  //该字符设备所在的内核模块
        const struct file_operations *ops; //文件操作结构体
        struct list_head list;  //已注册字符设备链表
        dev_t dev; //由主、次设备号构成的设备号
        unsigned int count;//同一主设备号的次设备号的个数
};

Linux使用file_operations结构访问驱动程序的函数，这个结构的每一个成员的名字都对应着一个系统调用。

struct file_operations {
       struct module *owner;
       loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int);
       ssize_t (*read) (struct file *, char *, size_t, loff_t *);
       ssize_t (*write) (struct file *, const char *, size_t, loff_t *);
       int (*readdir) (struct file *, void *, filldir_t);
       unsigned int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *);
       int (*ioctl) (struct inode *, struct file *, unsigned int, unsigned long);
       int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *);
       int (*open) (struct inode *, struct file *);
       int (*flush) (struct file *);
       int (*release) (struct inode *, struct file *);
       int (*fsync) (struct file *, struct dentry *, int datasync);
       int (*fasync) (int, struct file *, int);
       int (*lock) (struct file *, int, struct file_lock *);
       ssize_t (*readv) (struct file *, const struct iovec *, unsigned long,loff_t *);
       ssize_t (*writev) (struct file *, const struct iovec *, unsigned long,    loff_t *);
    };

用户进程利用在对设备文件进行诸如read，write操作的时候，系统调用通过设备文件的主设备号找到相应的设备驱动程序，然后读取这个数据结构相应的函数指针，接着把控制权交给该函数，这是Linux的设备驱动程序工作的基本原理。

5、字符设备与文件系统的接口

I-Shop购物系统

部分功能简介：商品收藏夹功能热门商品最新商品分级价格功能自选风格打印结算页面内部短信箱商品评论增加上一商品，下一商品功能增强商家提示功能友情链接用户在线统计用户来访统计用户来访信息用户积分功能广告设置用户组分类邮件系统后台实现更新用户数据系统图片设置模板管理CSS风格管理申诉内容过滤功能用户注册过滤特征字符IP库管理及来访限制及管理压缩，恢复，备份数据库功能上传文件管理商品类别管理商品添加/修改/

下载

如图，在Linux内核中，最左边，使用cdev结构体来描述字符设备;通过其成员dev_t来定义设备号（分为主、次设备号）以确定字符设备的唯一性;通过其成员file_operations来定义字符设备驱动提供给虚拟文件系统VFS的接口函数，如常见的open()、read()、write()等，这些函数真正的操作硬件设备。

在上一个图的基础上我们看这个图，字符设备驱动程序是以内核模块的形式加载到内核中的，首先模块加载函数按静态或者动态方式获取设备号；然后字符设备初始化函数建立cdev与 file_operations之间的连接，通过注册函数向系统添加一个cdev以完成注册; 模块卸载时与加载对应，要注销cdev，并释放设备号。

在用户程序中，可以通过系统调用open(), read(), write()等调用驱动程序在内核中所实现的这些函数。这样用户态到内核驱动之间的通路就打通了。