FreeBSD裝置檔案(轉)

FreeBSD裝置檔案(轉)[@more@]

　　對於每種硬體裝置，系統核心有相應的裝置驅動程式負責對它的處理。而在Unix中，使用裝置檔案的方式來表示硬體裝置，每種裝置驅動程式都被抽象為裝置檔案的形式，這樣就給應用程式一個一致的檔案介面，方便應用程式和作業系統之間的通訊。所有的裝置檔案都放置在/dev目錄下。

　　$ ls -l /dev/rfd0 /dev/fd0

　　brw-r-----　9 root operator 2, 0 Nov 12 13:32 /dev/fd0

　　crw-r-----　9 root operator 9, 0 Nov 12 13:32 /dev/rfd0

　　在上面的列表中可以看到原來顯示檔案大小的地方，現在改為顯示兩個用逗號分隔的數字。這是系統用來表示裝置的兩個重要的序號，第一個為主裝置號（major number），用來表示裝置使用的硬體驅動程式在系統中的序號；第二個為從裝置號（minor number），硬體驅動程式使用它來區分不同的裝置和判斷如何進行處理。FreeBSD 下主裝置號用8位表示，而從裝置號用24位來表示。事實上裝置檔案的名字並不重要，重要的是這兩個裝置號，作業系統使用它確定硬體驅動程式，並與硬體驅動程式進行通訊。

• 磁碟和塊裝置檔案

　　在Unix下將裝置分為兩種，塊裝置和字元裝置，其中塊裝置主要用於隨機存取的目的，磁碟為這一類裝置的代表，而字元裝置用於順序存取的目的，例如磁帶或終端裝置。

　　磁碟裝置的命名方式在前一章中提到過，磁碟裝置由磁碟名、磁碟的序號、分割槽的序號、以及FreeBSD子分割槽的序號來表示，例如在裝置wd0s1a中，wd為驅動程式，此後為裝置序號，0表示為這個驅動程式的第一個裝置，Unix 習慣上從0開始計數，第三部分的分割槽序號為s1，注意這裡為第一個分割槽，因為s1是從1開始向下排列的，與一般Unix 的習慣不同，這是因為分割槽的概念是一個DOS概念，因此這裡也使用與DOS相對應的順序，最後一個a為FreeBSD 子分割槽的順序，每個UFS基本分割槽可以有8個子分割槽，這8個分割槽按照習慣用於不同的目的，例如wd0s1a用於根檔案系統，wd0s1b用做交換分割槽，使用wd0s1c表示整個硬碟分割槽wd0s1。因此可以將fd0c用於對整個軟盤fd0進行存取，wcd0c用於對整個光碟wcd0進行存取等。

　　傳統名字，例如wd0a，可以用於表示第一個UFS分割槽上的a子分割槽，如wd0s1a。一般一個硬碟上只有一個UFS分割槽，因此可以直接使用傳統名字標識磁碟分割槽。

　　在使用ls命令列表時，系統使用c（character）標識一個字元裝置檔案，使用b（block）標識塊裝置檔案。

　　$ ls -l /dev/*wd0s1

　　crw-r----- 1 root operator 3, 131072 Oct 31 19:59 /dev/rwd0s1

　　brw-r----- 1 root operator 0, 131072 Oct 31 19:59 /dev/wd0s1

　　雖然硬碟裝置為塊裝置，用於隨機存取的目的。但它也可以被順序存取，這種方式稱為raw方式。使用raw方式存取硬碟，就需要一個對應的字元型別的裝置檔案，對應wd0s1硬碟裝置的字元型別硬碟裝置為rwd0s1，裝置名中第一個字母使用r表示對硬碟的raw方式順序存取。

　　由於裝置檔案就代表了整個裝置，就可以使用FreeBSD的標準命令以raw方式直接操作裝置檔案，從而直接訪問硬體裝置。利用這種方式，能完成很多有用的工作，但是這種方式也非常危險，例如對硬碟裝置檔案的操作失誤會破壞整個硬碟的資料。幸好大部分直接訪問裝置的操作都為讀取相應資料的操作，而不需要寫入磁碟裝置。

　　當某個裝置不可使用，則其對應的裝置檔案也不能正常訪問，因此直接訪問裝置檔案可以判斷對應的裝置是否真正正常。例如，判斷連線到第一個串列埠，ttyd0上的滑鼠是否正常工作，使用命令 “cat

　　cat或其他命令，沒有控制具體接收到資料的多少，更有效的系統工具是dd，它能精確輸入輸出一定數量的資料。例如：# dd if=/dev/rwd0 of=mbr count=1 bs=512

　　這將以512位元組為單位，讀取硬碟wd0上一個單位的資料，儲存到名字為mbr的檔案中，通常這是硬碟wd0 上的主引導扇區。

• 終端裝置

　　終端裝置檔案為標識使用者與系統連線的終端裝置的裝置檔案，這是一種典型的字元裝置檔案。普通的終端一般使用串列埠和主機相連線，系統使用終端檔案來描述這個連線的終端。通常第一個串列埠連線的裝置為ttyd0（標準個人計算機第一個串列埠連線的常常是滑鼠），第二個串列埠為ttyd1，依次類推。

　　如果使用者是使用telnet或其他遠端登入的方式，那麼系統使用一個偽裝置檔案與使用者的偽終端相對應，這些偽終端裝置檔案為ttyp0到ttysv，ttyP0到ttySv。這樣就能支援相當多使用者同時登入系統。

　　Unix是多使用者、多工系統，但是個人計算機僅僅有一個螢幕，熟練Unix使用者喜歡同時進行幾個工作，例如在一邊下載檔案，一邊進行程式設計等，對於直接使用控制檯的FreeBSD使用者來講，FreeBSD提供的虛擬終端能完美的解決這個問題。

　　對於在控制檯上的虛擬終端，對應的終端裝置檔案為ttyv0、ttyv1、ttyv3等，與鍵盤上的12個功能鍵相對應。控制檯裝置被系統用來輸出很多必要的資訊，包括各種登入資訊等對系統安全非常相關的資訊。由於在控制檯上操作就是在個人計算機前面操作，因此通常在控制檯上能完成許多在其他終端上不能完成的操作，例如：使用Ctrl+Alt+Del 重起系統等。為了保證系統安全，必須限制對控制檯的物理訪問。

　　對於不在控制檯的使用者，就需要額外的應用程式的支援，在X終端上能使用X Window系統開出多個視窗，每個視窗對應一個偽終端。在字元終端上，也可以透過應用程式screen開啟幾個偽終端，但這需要安裝相應的軟體。這些偽終端都使用ttyp0等偽裝置檔案。

　　與終端相關的另一個問題為不同的終端裝置分為不同的終端型別，這是因為雖然終端是字元型裝置，但又要求它能夠具備更復雜的功能，例如進行全螢幕操作等。這樣就要求終端裝置能接受和識別一些控制字元，而不同的終端裝置具備不同的控制字元。登入使用者可以使用TERM環境變數來告訴應用程式當前使用的終端型別，常用的終端型別有vt100，ansi 等，FreeBSD控制檯的終端型別為cons25，但是其他Unix中一般不識別這個型別，因此如果在FreeBSD 上透過telnet等連線到其他Unix上之後，應該改變TERM變數的值為ansi。

　　在FreeBSD中，終端類別對應的控制字元使用termcap的方法定義，而System V中使用ter minfo的方式。所有的終端型別記錄在/usr/share/misc/termcap檔案中，並定義這些終端對應的控制字元。

　　登入到系統之後，將有一個終端裝置檔案與使用者的這個登入過程相聯絡。這個終端裝置檔案在控制檯上登入時可能是 /dev/ttyv0，如果從網路上遠端登入可能是/dev/ttyp0，但無論是那種情況，系統總使用/dev/t ty來代表使用者當前使用的終端，直接訪問/dev/tty將對當前的終端進行直接操作。

　　除了這些與裝置相聯絡的裝置檔案之外，還有一些特殊的裝置檔案。例如/dev/zero檔案代表一個永遠輸出 0的裝置檔案，使用它作輸入可以得到全為空的檔案。因此可用來建立新檔案和以覆蓋的方式清除舊檔案。下面使用dd命令將從zero裝置中建立一個10K大小（bs決定每次讀寫1024位元組，count定義讀寫次數為10次），但內容全為0的檔案。

　　# dd if=/dev/zero of=file count=10 bs=1024

　　10+0 records in

　　10+0 records out

　　10240 bytes transferred in 0.001408 secs (7267903 b ytes/sec)

　　另一個特殊裝置檔案為/dev/null，永遠無法寫滿，寫入的內容被系統立即丟棄。如果不想看到程式的輸出，可以使用它作輸出。

　　# make world > /dev/null

　　去除了螢幕輸出，使整個程式執行過程非常平靜。

• 裝置檔案的建立

　　通常情況下，安裝系統時已經建立了常用的裝置檔案，可以直接訪問這些裝置檔案來訪問裝置。但在使用者重新定製核心，並新增了新硬體驅動程式之後，新驅動程式對應的裝置檔案就可能不存在。在FreeBSD中，最常見的例子就是在核心中增加音效卡的驅動程式時，就需要建立相應裝置檔案。

　　建立裝置檔案可以使用/dev目錄下的shell程式MAKEDEV來完成，首先進入/dev目錄，然後再執行MAKEDEV。

　　# cd /dev

　　# ./MAKEDEV snd0

　　MAKEDEV將使用裝置名作引數建立裝置檔案，同時也建立這個裝置檔案依賴的其他相關裝置檔案。MAKEDEV 的引數，並不一定為建立的裝置檔名。例如建立 “MAKEDEV vty8” 將建立ttyv0到ttyv7共 8個裝置檔案，使用 “MAKEDEV wd1s1a” 命令，將建立wd1、wd1s1、wd1s2等，以及wd1s1a、wd1s1b 等裝置檔案。也可以使用all做MAKEDEV的引數，這將首先清除/dev目錄下的所有裝置檔案，然後MAKEDEV建立所有預設的裝置檔案。一般情況下這將建立足夠多的裝置檔案，其中的大部分裝置檔案在具體的系統中不會用得到。

　　如果對一個系統中沒有（或者核心沒有探測到）的裝置對應的裝置檔案進行操作，則系統返回Device not configured 的錯誤資訊。

　　MAKEDEV將使用mknod和對應裝置的正確引數，包括字元或塊裝置、主裝置號和從裝置號來建立相應的裝置檔案。管理員也可以直接使用mknod建立裝置檔案，但這就必須將這些裝置引數統統指定正確才行。因此除非對系統中的硬體驅動程式特別熟悉，一般不直接使用mknod來建立裝置檔案。