4

Чтобы использовать символьный драйвер - нам надо создать файл устройста, он же специальный файл или узел дерева файловой системы. У меня есть два мнения для чего он нужен, скажите, пожалуйста, какое правильное (если есть такое).

1) Это файл, который служит неким интерфейсом. Например, когда мы пишем такую команду echo "hello" > /dev/my_driver, то строка "hello" пишется не в сам файл /dev/my_driver, а в некий буфер, который нам предоставляет ядро. Так-же с функциями open, read и тд., они не открывают сам файл, а просто сигнализируют, что надо создать и открыть некий файл или прочитать данные.

2) Это обычный файл, в который мы записываем данные и читаем их оттуда же. При той же команде echo "hello" > /dev/my_driver, строка "hello" запишется непосредственно в файл /dev/my_driver.

2 ответа 2

8

tl;dr

Правильный вариант, скорее, — (1); чтение/запись обрабатывается непосредственно драйвером устройства, промежуточного буфера может и не быть (хотя обычно он есть в пространстве ядра).

Что вообще происходит при вызовах open()/read() итд?

При системном вызове open() в массив файловых дескрипторов (current->files->fdt->fd), связанный со структурой текущего работающего процесса (current), помещается новая запись (struct fd), которая содержит структуру отождествляемую с открытым файлом (struct file). При этом в поле данной структуры f_op записывается набор операций, которые можно делать с данным файлом (struct file_operations). В итоге вызов open() просто возвращает номер новой выделенной записи в вышеупомянутом массиве.

Вызов read() по сути просто достаёт файловых дескриптор из массива с помощью fdgetpos(), проверяет права доступа на чтение/запись и вызывает уже заданную связанную с файлом операцию чтения.

Аналогично работают и все прочие вызовы — write/mmap/ioctl итп.

Так чем же отличается чтение из обычного файла и из файла-устройства?

По сути ни чем: единственное различие в том, что набор операций (struct files_struct) при открытии берётся не от драйвера файловой системы, а от драйвера устройства. Аналогичным образом реализованы и файлы в псевдо-файловых-cистемах /proc и /sys.

2
  • Перед каждым вызовом read/write происходит вызов функции open(). Подскажите, пожалуйста, каждый ли раз приходится выполнять цикл для функции open() (в массив файловых дескрипторов помещается новая запись struct fd -> возвращается номер новой выделенной записи в массиве) или всего один раз при первом открытии файла ?
    – Антон
    5 апр 2019 в 12:53
  • 1
    @Антон, при каждом, какого-либо скрытого кеширования тут нет, если ты об этом... соответственно, если не делать close(), которая собственно закрывает дескриптор, то легко получить исчерпание по оным (на большинстве современных linux систем обычно по умолчанию лимит установлен в 4096)... Кстати, иногда важный момент, что open() всегда выделяет наименьший свободный дескриптор...
    – Fat-Zer
    5 апр 2019 в 13:12
4

Если говорить о файлах устройств (есть ещё и другие псевдофайлы), то отличие их от обычных ("регулярных") файлов заключается в том, что:

  • регулярные файлы существуют в физической реальности. После записи байта в такой файл мы можем найти место в физическом мире, где этот байт лежит.
  • псевдофайлы (в том числе и файлы устройств) физически не существуют. После записи байта в файл /dev/ttys0 этот байт не присутствует нигде в реальном мире.

Совершенно аналогичная ситуация с псевдофайлами из каталогов /proc, /sys и т.д. Запись в эти файлы (при наличии прав доступа) приводит к измению поведения ОС, а вовсе не к тому, что записанный (якобы) байт где-то сохранился.

Несколько особая ситуация с псевдофайлами устройств дисковых накопителей. Хотя для /dev/sda1 можно выполнять операции чтения/записи, вот только результат будет довольно неожиданный, так как операции ввода/вывода будут выполняться не с файлами (расположенными ВНУТРИ диска), а с блоками, образующими ФС этого диска.

Совершенно особая песня - псевдофайлы сетевых карточек, разделяемой памяти и т.д. которые используются исключительно для управления этими устройствами, а операции ввода/вывода выполняются специальными IOCTL командами, образующими систему сокетов.

Короче - это всё сложная и большая тема.

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge you have read our privacy policy.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.