linux字符设备有哪些

2022年5月13日 25点热度 0人点赞

linux字符设备有:1、鼠标,是计算机的一种外接输入设备,也是计算机显示系统纵横坐标定位的指示器;2、键盘,是用于操作计算机设备运行的一种指令和数据输入装置;3、串行端口终端,使用计算机串行端口连接的终端设备;4、控制终端;5、控制台等。

linux字符设备有哪些插图

本教程操作环境:linux5.9.8系统、Dell G3电脑。

Linux系统为了管理方便,将设备分成三种基本类型:

  • 字符设备

  • 块设备

  • 网络设备

它们均以一个文件节点形式显示在文件系统的/dev目录下(crw--w---- 1 root tty 4, 0 7月 11 09:11 tty0 其中c代表字符设备类型)。

linux字符设备

字符设备是指设备无需缓冲即可直接进行读写的设备, 如鼠标,键盘,串口设备、调制解调器等, 它与块设备的区别在于是字符操作的基本单位是字节。

字符设备的分类

字符设备主要包括控制终端设备和串行终端设备, 例如控制台和键盘。依据功能和硬件上的差别, 字符终端设备有如下分类:

  • 串行端口终端(/dev/ttSn):使用计算机串行端口连接的终端设备, 串行设备数据传输方式为同一字符8个bit单线传输, 在命令行输入 echo 'hello world' > /dev/ttyS0可将输入写入到对应设备。

  • 伪终端(/dev/ttyp,/dev/ptyp): 对应底层不存在真实的硬件设备, 用于为其他程序提供终端式样的接口,如网络登陆主机时网络服务器和shell程序之间的终端接口。

  • 控制终端(/dev/tty):主设备号为5, 进程控制终端,与进程相关联,如登陆shell进程使用的就是终端/dev/tty。

  • 控制台(/dev/ttyn,/dev/consol): 计算机输入输出的显示器,当控制台登陆时, 使用的就是tty1, 而ubuntu 图形界面使用的tty7。

  • 其他类型:现行的linux针对许多不同的设备建有许多其他种类的设备特殊文件,如ISIDIN设备的/dev/ttyIn设备。

下面为字符设备结构示意图

1.png

字符设备的性质及特点

  • 字符设备属于设备文件系统的一种, 相当于底层硬件向上层提供的逻辑设备文件, 宛如将一个数据端口(数据寄存器)与一个文件对接起来,设备驱动程序直接对文件操作, 于是便直接对端口进行了读写操作。 同样作为文件, 字符设备驱动也必须实现文件的基本的操作open(),close(),write(),read()等,当然终端重定向操作也是支持的。

  • 字符设备文件文件的读写是以单个字节为单位的, 不需要设立硬件缓冲区。 设备像访问字节流一样被操作系统访问。 字节流就像在硬件端口和文件系统搭建起了一个传送管道, 字节逐个通过管道传输并呈现给读写双方。 这个流特性在驱动程序中是以缓冲队列来实现的。例如: 控制台的结构体中的读写缓冲队列

struct tty_struct {
struct termios termios;
int pgrp;
int stopped;
void (*write)(struct tty_struct * tty);
struct tty_queue read_q;               //读队列
struct tty_queue write_q;              //写队列
struct tty_queue secondary;            //tty辅助队列(存放规格化后的字符)
};
  • 字符设备由字符设备号标识。字符设备号由主设备号和次设备号构成, 例如/dev/ttyS0的设备号为(4,64); 主设备号标识设备对应驱动程序, 内核通过主设备号将设备和驱动程序一一对应起来, 次设备号由驱动程序使用, 用于驱动程序内部区分设备细节差别使用的代码,内核其他部分不使用它。

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99君

这个人很懒,什么都没留下