Linux 下对 设备的管理方式主要有 /dev和sysfs两种,前者是将设备注册为设备节点放入/dev目录下,而后者是在linux2.6内核后引入的新的文件系统。
➤ /dev方式
关于/dev的管理方式,也经历了几代,下面介绍/dev管理方式的发展:
➣静态/dev文件:
在Linux中, 老的设备管理方式是将设备通过 设备节点放入/dev目录下,每个设备节点是/dev根目录下的一个文件,那么。如何区分这些设备节点,为了对这些设备节点进行命名,Linux通过 主次设备号来指定不同的设备节点。
有了主次设备号,如何指定主次设备号成了一个开发人员必须面临的问题。如果开发人员不打算将设备驱动程序与外界共享,那么指定什么号码都可以,只要她与当前设备内核使用的其他主设备不冲突即可。然而,如果开发人员想让驱动程序与外界共享(大多数Linux开发人员常常采用这一方法),那么这样随意指定设备号进行了,因为用户和其他开发人员并不知道哪个设备号对应于改设备,因此开发人员必须联系linux内核开发人员分配一个真实主设备好,这样在整个linux世界中,只有这个特定设备号才会被关联到那个特定的设备号(即每一个设备对应一个唯一的设备号),而这个设备号也被汇入Linux的发行版本的/dev目录中。
➣ 基于这样的处理方式,就会产生以下问题。
● 由于不断涌入的新设备,设备号会慢慢耗尽。
● 这样的申请分配方式对于设备的管理比较麻烦。
● 由于“正式”设备好不断汇入/dev目录。哪怕该设备在某些硬件上并不存在,这就导致很多设备号指向并存在的一些设备,在后期的/dev目录下甚至有上万个设备号。
➣ Devfs
linux kernel 2.4版本后引入devfs,devfs是一个虚拟的为念系统个,相比与静态的/dev文件主要有两点改进: ●允许使用自定的设备名称来注册设备节点,同时它兼容老的设备号,例如我们注册一个设备节点/dev/mydev
●所有的设备都由内核在系统启动时期创建并注册到/dev目录下,这就意味这/dev不在被成百个“无用”的设备节点充斥。
➣ Udev
Devfs解决静态/dev管理的很多问题,但是它任然存在一定缺陷,基于此,在linux kernel 2.6.x版本后,Linux引入了udev.从而对devfs进行改进。 udev是一个对/dev下设备节点进行动态管理的用户空间程序,她通过自身的守护进程和自定义的一些列规则来处理设备的加载,移除和热插拔等活动。
相比与devfs ,它的主要改进如下:
●传统的devfs命名不够灵活,设备名称不可预知,而udev支持设备的固定命名。
例如如果现在有两个硬盘,在devfs 中,他们们对应的设备节点分别是/dev/sda 和/dev/sdb ,那么我么就不知道硬盘对应于sda哪个又是sdb ,而udev 提供了存储设备的固定命名,任何硬盘根据其唯一的文件系统id ,磁盘名称及硬件链接的物理位置来进行识别。
●设备在热插拔的时候,用户态程序应该有办法得到通知。
udev 运行在用户空间中,设备在热插拔时候,会通过netlink( linux 中内核空间和用户空间进程之间通信的方式)通知udev ,因此用户空间程序可以得到通知了,同时Udev运行在用户空间还可以减少内存的使用。
●devfs代码不灵活,只显示存在的设备列表,而有时候我们希望看到暂时不存在的设备名字
●major,minor 快被分配光了,我们需要考虑动态分配方法,而devfs不能支持。
而当设备较多的时候,不能动态分配节点给设备注册造成很大的麻烦,需要不停尝试不同的设备节点以检查是否冲突。
➤ sysfs
sysfs是Linux2.6引入的一种虚拟文件系统,挂载于/sys目录下,这个文件系统吧实际链接到系统上的设备,总线及其对应的驱动程序组织成分级的文件。从而将设备的层次结构映射到用户空间中,用户空间可以通过修改sysfs 中文件属性来修改设备属性值,从而与内核设备交互。
➤ udev和sysfs 的关系
sysfs是对devfs改进,udev也是对devfs的改进。两者之间的区别与联系为:实际上用户的工具udev就是利用sysfs提供的信息来实现的:udev会根据sysfs里面的设备信息创建/dev目录下的相应设备节点。
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