第10章設(shè)備管理-展示頁
2025-02-15 13:58本頁面
【正文】 設(shè)備出現(xiàn)的錯誤。3. 讀取應(yīng)用程序傳送給設(shè)備文件的數(shù)據(jù)并回送應(yīng)用程序請求的數(shù)據(jù)。 2. 對設(shè)備進行管理。 驅(qū)動程序的基本功能為：1. 對設(shè)備初始化和釋放。 例如， /dev/hda、 /dev/hdb、 /dev/hdc表示第一、二、三塊硬盤；而 dev/hda/dev/hda /dev/hda3則表示第一硬盤的第一、二、三分區(qū)。 例如，普通硬盤如 IDE接口的為 “hd”,軟盤為 “fd”。 Linux設(shè)備命名習(xí)慣 : Linux習(xí)慣上將設(shè)備文件放在目錄 /dev或其子目錄之下。 主設(shè)備號（ major number）相同的設(shè)備使用相同的驅(qū)動程序，而次設(shè)備號 (minor number) 用來區(qū)分具體設(shè)備的實例。 我們這里主要討論字符設(shè)備，有興趣的讀者可參考其它書籍中有關(guān)塊設(shè)備的內(nèi)容。 塊設(shè)備有硬盤、光盤驅(qū)動器等。 塊設(shè)備以塊為單位進行處理，塊的大小通常為 32KB等。字符設(shè)備通常只允許按順序訪問，一般不使用緩存技術(shù)。 應(yīng)用程序發(fā)出系統(tǒng)調(diào)用指令以后，會從用戶態(tài)轉(zhuǎn)換到內(nèi)核態(tài)，通過內(nèi)核將 open()這樣的系統(tǒng)調(diào)用轉(zhuǎn)換成對物理設(shè)備的操作。 如圖 101所示 ，應(yīng)用程序通過 Linux的系統(tǒng)調(diào)用與內(nèi)核通信。 為此， Linux中的設(shè)備管理應(yīng)用了設(shè)備文件這個概念來統(tǒng)一設(shè)備的訪問接口。 內(nèi)核常常使用設(shè)備類型、主設(shè)備號和次設(shè)備號來標識一個具體的設(shè)備。 設(shè)備管理的目標是對所有的外接設(shè)備進行良好的讀、寫、控制等操作。 設(shè)備管理結(jié)構(gòu) 概述 設(shè)備管理即輸入輸出子系統(tǒng)，可分為上下兩部分：一部分是上層的，與設(shè)備無關(guān)的，這部分根據(jù)輸入輸出請求，通過特定的設(shè)備驅(qū)動程序接口，來與設(shè)備進行通信?！? 驅(qū)動程序運作過程。 當應(yīng)用程序需要設(shè)備時，可以訪問該設(shè)備對應(yīng)的文件節(jié)點，利用 VFS調(diào)用該設(shè)備的相關(guān)處理函數(shù)。 本章也涉及到 Linux下設(shè)備管理的原則和方法。第 10章 設(shè)備管理 Linux和其他操作系統(tǒng)一樣，支持眾多的、各式各樣的外接設(shè)備。 但是，面對層出不窮的新硬件產(chǎn)品，必須有人不斷編寫新的驅(qū)動程序，以便讓這些設(shè)備能夠在 Linux 下正常工作，從這個意義上講，講述驅(qū)動程序的編寫就是一件非常有意義的工作。 舉例來說， Linux下的驅(qū)動程序僅僅是為相應(yīng)的設(shè)備編寫幾個基本函數(shù)，并向 VFS注冊就可以安裝成功了。本章主要介紹了設(shè)備管理方面的有關(guān)知識：◆ 系統(tǒng)管理設(shè)備的方式。◆ 驅(qū)動程序的具體實例。 另一部分是下層的，與設(shè)備有關(guān)的，常稱為設(shè)備驅(qū)動程序，它直接與相應(yīng)設(shè)備打交道，并且向上層提供一組訪問接口。 首先要解決的問題就是怎樣將任意的一個設(shè)備的所有操作進行歸納，設(shè)計出統(tǒng)一的接口。 但用戶希望能用同樣的應(yīng)用程序和命令來訪問設(shè)備和普通文件。 簡單的說，系統(tǒng)試圖使它對所有各類設(shè)備的輸入、輸出看起來就好像對普通文件的輸入、輸出一樣。 圖 101 Linux內(nèi)核體系結(jié)構(gòu) 由于 Linux中將設(shè)備當作文件來處理，所以對設(shè)備進行操作的系統(tǒng)調(diào)用和對文件操作的類似，主要包括 open()、 read()、 write()、ioctl()、 close()等。 字符設(shè)備與塊設(shè)備 字符設(shè)備以字節(jié)為單位進行數(shù)據(jù)處理。如鼠標，聲卡等。 大多數(shù)塊設(shè)備允許隨機訪問，而且常常采用緩存技術(shù)?？梢圆榭次募?/proc/devices獲得。 主設(shè)備號和次設(shè)備號 設(shè)備管理中，除了設(shè)備類型（字符設(shè)備或塊設(shè)備）以外，內(nèi)核還需要一對稱做主、次設(shè)備號的參數(shù)，才能唯一表示設(shè)備。 例如，第一 IDE接口上的所有磁盤及其分區(qū)共用同一主設(shè)備號 3，而次設(shè)備號則為 0， 1， 2， 3 …。 設(shè)備文件命名（通常由兩部分組成）規(guī)則為：第一部分通常較短，可能只有 2或 3個字母組成，用來表示設(shè)備大類。第二部分通常為數(shù)字或字母用來區(qū)別設(shè)備實例。 驅(qū)動程序 驅(qū)動程序基本功能 在 Linux操作系統(tǒng)中驅(qū)動程序是操作系統(tǒng)內(nèi)核與硬件設(shè)備之間的橋梁，它屏蔽了硬件的細節(jié) (如總線協(xié)議、 DMA操作等 )，在應(yīng)用程序看來硬件設(shè)備只是一個特殊的文件。如對音頻設(shè)備而言包括向內(nèi)核注冊設(shè)備，設(shè)置音頻的輸入輸出參數(shù) (如采樣頻率、采樣寬度等 )、分配音頻設(shè)備使用的內(nèi)核內(nèi)存等工作。包括實時參數(shù)設(shè)置以及提供對設(shè)備的操作接口。這需要在用戶空間、內(nèi)核空間、總線及外
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