Linux操作系统设备特性及设备管理分析

文章作者 100test 发表时间 2007:03:14 16:46:26
来源 100Test.Com百考试题网


设备管理是操作系统五大管理中最复杂的部分。与Unix系统一样,Linux系统采用设备文件统一管理硬件设备,从而将硬件设备的特性及管理细节对用户隐藏起来,实现用户程序与设备无关性。在Linux系统中,硬件设备分为两种,即块设备和字符设备。

1.特别文件

用户是通过文件系统与设备接口的,所有设备都作为特别文件,从而在管理上就具有一些共性。

(1)每个设备都对应文件系统中的一个索引节点,都有一个文件名。设备的文件名一般由两部分构成,第一部分是主设备号,第二部分是次设备号。

主设备号代表设备的类型,可以惟一地确定设备的驱动程序和界面,如hd表示IDE硬盘,sd表示SCSI硬盘,tty表示终端设备等;次设备号代表同类设备中的序号,如hda表示IDE主硬盘,hdb表示IDE从硬盘等。

(2)应用程序通常可以通过系统调用open( )打开设备文件,建立起与目标设备的连接。

(3)对设备的使用类似于对文件的存取。打开设备文件以后,就可以通过read( )、write( )、ioctl( )等文件操作对目标设备进行操作。

(4)设备驱动程序都是系统内核的一部分,它们必须为系统内核或它们的子系统提供一个标准的接口。例如,一个终端驱动程序必须为Linux内核提供一个文件I/O接口;一个SCSI设备驱动程序应该为SCSI子系统提供一个SCSI设备接口,同时SCSI子系统也应为内核提供文件I/O和缓冲区。

(5)设备驱动程序利用一些标准的内核服务,如内存分配等。另外,大多数Linux设备驱动程序都可以在需要时装入内核,不需要时可以卸载下来。

处于应用层的进程通过文件描述字fd与已打开文件的file结构相联系。在文件系统层,按照文件系统的操作规则对该文件进行相应处理。

对于一般文件(即磁盘文件),要进行空间的映射—从普通文件的逻辑空间映射到设备的逻辑空间,然后在设备驱动层做进一步映射—从设备的逻辑空间映射到物理空间(即设备的物理地址空间),进而驱动底层物理设备工作。

对于设备文件,则文件的逻辑空间通常就等价于设备的逻辑空间,然后从设备的逻辑空间映射到设备的物理空间,再驱动底层的物理设备工作。



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