网站源码下载网,涟源网站seo,怎样设计卖奖的网站,网站建设 推广找山东博达一、什么是Linux设备文件系统 首先我们不看定义#xff0c;定义总是太抽象很难理解#xff0c;我们先看现象。当我们往开发板上移植了一个新的文件系统之后#xff08;假如各种设备驱动也移植好了#xff09;#xff0c;启动开发板#xff0c;我们用串口工具进入开发板定义总是太抽象很难理解我们先看现象。当我们往开发板上移植了一个新的文件系统之后假如各种设备驱动也移植好了启动开发板我们用串口工具进入开发板查看系统/dev目录往往里面没有或者就只有null、console等几个系统必须的设备文件在这儿外没有任何设备文件了。那我们移植好的各种设备驱动的设备文件怎么没有啊如果要使用这些设备那不是要一个一个的去手动的创建这些设备的设备文件节点这给我们使用设备带来了极为的不便在之前篇幅中讲的各种设备驱动的移植都是这样。 设备文件系统就是给我们解决这一问题的关键他能够在系统设备初始化时动态的在/dev目录下创建好各种设备的设备文件节点也就是说系统启动后/dev目录下就有了各种设备的设备文件直接就可使用了。除此之外他还可以在设备卸载后自动的删除/dev下对应的设备文件节点这对于一些热插拔设备很有用插上的时候自动创建拔掉的时候又自动删除。还有一个好处就是在我们编写设备驱动的时候不必再去为设备指定主设备号在设备注册时用0来动态的获取可用的主设备号然后在驱动中来实现创建和销毁设备文件一般在驱动模块加载和卸载函数中来实现。 二、关于udev 2.4 内核使用devfs设备文件系统在设备初始化时创建设备文件设备驱动程序可以指定设备号、所有者、用户空间等信息devfs 运行在内核环境中并有不少缺点可能出现主/辅设备号不够命名不灵活不能指定设备名称等问题。 而自2.6 内核开始引入了sysfs 文件系统。sysfs 把连接在系统上的设备和总线组织成一个分级的文件并提供给用户空间存取使用。udev 运行在用户模式而非内核中。udev 的初始化脚本在系统启动时创建设备节点并且当插入新设备——加入驱动模块——在sysfs上注册新的数据后udev会创新新的设备节点。 udev 是一个工作在用户空间的工具它能根据系统中硬件设备的状态动态的更新设备文件包括设备文件的创建删除权限等。这些文件通常都定义在/dev 目录下但也可以在配置文件中指定。udev 必须内核中的sysfs和tmpfs支持sysfs 为udev 提供设备入口和uevent 通道tmpfs 为udev 设备文件提供存放空间。 注意udev 是通过对内核产生的设备文件修改或增加别名的方式来达到自定义设备文件的目的。但是udev 是用户模式程序其不会更改内核行为。也就是说内核仍然会创建sdasdb等设备文件而udev可根据设备的唯一信息来区分不同的设备并产生新的设备文件或链接。而在用户的应用中只要使用新产生的设备文件即可。 三、udev和devfs设备文件的对比 提到udev不能不提的就是devfs下面看一下udev 与 devfs 的区别 1、udev能够实现所有devfs实现的功能。但udev运行在用户模式中而devfs运行在内核中。 2、当一个并不存在的 /dev 节点被打开的时候 devfs一样自动加载驱动程序而udev确不能。udev设计时是在设备被发现的时候加载模块而不是当它被访问的时候。 devfs这个功能对于一个配置正确的计算机是多余的。系统中所有的设备都应该产生hotplug 事件、加载恰当的驱动而 udev 将会注意到这点并且为它创建对应的设备节点。如果你不想让所有的设备驱动停留在内存之中应该使用其它东西来 管理你的模块 (如脚本, modules.conf, 等等) 。其中devfs 用的方法导致了大量无用的 modprobe 尝试以此程序探测设备是否存在。每个试探性探测都新建一个运行 modprobe 的进程而几乎所有这些都是无用的 3、udev是通过对内核产生的设备名增加别名的方式来达到上述目的的。前面说过udev是用户模式程序不会更改内核的行为。 因此内核依然会我行我素地产生设备名如sda,sdb等。但是udev可以根据设备的其他信息如总线bus生产商vendor等不同来区分不同的设备并产生设备文件。udev只要为这个设备文件取一个固定的文件名就可以解决这个问题。在后续对设备的操作中只要引用新的设备名就可以了。但为了保证最大限度的兼容一般来说 新设备名总是作为一个对内核自动产生的设备名的符号链接link来使用的。 例如内核产生了sda设备名而根据信息这个设备对应于是我的内置硬盘那我就可以制定udev规则让udev除了产生/dev/sda设备文件 外另外创建一个符号链接叫/dev/internalHD。这样我在fstab文件中就可以用/dev/internalHD来代替原来的 /dev/sda了。下次由于某些原因这个硬盘在内核中变成了sdb设备名了那也不用着急udev还会自动产生/dev/internalHD这 个链接并指向正确的/dev/sdb设备。所有其他的文件像fstab等都不用修改。 而在在2.6内核以前一直使用的是 devfsdevfs挂载于/dev目录下提供了一种类似于文件的方法来管理位于/dev目录下的所有设备但是devfs文件系统有一些缺点例 如不确定的设备映射有时一个设备映射的设备文件可能不同例如我的U盘可能对应sda有可能对应sdb 。 四、udev 的工作流程图 下面先看一张流程图 前面提到设备文件系统udev的工作过程依赖于sysfs文件系统。udev文件系统在用户空间工作它可以根据sysfs文件系统导出的信息设备号dev等动态建立和删除设备文件。 sysfs文件系统特点sysfs把连接在系统上的设备和总线组织成为一个分级的目录及文件它们可以由用户空间存取向用户空间导出内核数据结构以及它们的属性这其中就包括设备的主次设备号。 那么udev 是如何建立设备文件的呢 a -- 对于已经编入内核的驱动程序 当被内核检测到的时候会直接在 sysfs 中注册其对象对于编译成模块的驱动程序当模块载入的时候才会这样做。一旦挂载了 sysfs 文件系统(挂载到 /sys)内建的驱动程序在 sysfs 注册的数据就可以被用户空间的进程使用并提供给 udev 以创建设备节点。 udev 初始化脚本负责在 Linux 启动的时候创建设备节点该脚本首先将 /sbin/udevsend 注册为热插拔事件处理程序。热插拔事件本不应该在这个阶段发生注册 udev 只是为了以防万一。 然后 udevstart 遍历 /sys 文件系统其属性文件dev中记录这设备的主设备号与次设备号并在 /dev 目录下创建符合描述的设备文件。 例如/sys/class/tty/vcs/dev 里含有7:0字符串udevstart 就根据这个字符串创建主设备号为 7 、次设备号为 0 的 /dev/vcs 设备。udevstart 创建的每个设备的名字和权限由 /etc/udev/rules.d/ 目录下的文件指定的规则来设置。如果 udev 找不到所创建设备的权限文件就将其权限设置为缺省的 660 所有者为 root:root 。 b -- 编译成模块的驱动程序 前面我们提到了热插拔事件处理程序的概念当内核检测到一个新设备连接时内核会产生一个热插拔事件并在 /proc/sys/kernel/hotplug 文件里查找处理设备连接的用户空间程序。udev 初始化脚本将 udevsend 注册为该处理程序。当产生热插拔事件的时候内核让 udev 在 /sys 文件系统里检测与新设备的有关信息并为新设备在 /dev 里创建项目。 大多数 Linux 发行版通过 /etc/modules.conf 配置文件来处理模块加载对某个设备节点的访问导致相应的内核模块被加载。对 udev 这个方法就行不通了因为在模块加载前设备节点根本不存在。为了解决这个问题在 LFS-Bootscripts 软件包里加入了 modules 启动脚本以及 /etc/sysconfig/modules 文件。通过在 modules 文件里添加模块名就可以在系统启动的时候加载这些模块这样 udev 就可以检测到设备并创建相应的设备节点了。如果插入的设备有一个驱动程序模块但是尚未加载Hotplug 软件包就有用了它就会响应上述的内核总线驱动热插拔事件并加载相应的模块为其创建设备节点这样设备就可以使用了。 五、创建和配置mdev mdev是udev的简化版本是busybox中所带的程序最适合用在嵌入式系统而udev一般都用在PC上的Linux中相对mdev来说要复杂些 1、我们应该明白不管是udev还是mdev他们就是一个应用程序就跟其他应用程序一样比如Boa服务配置了就可以使用了。为了方便起见我们就使用busybox自带的一个mdev这样在配置编译busybox时只要将mdev的支持选项选上编译后就包含了mdev设备文件系统的应用当然你也可以不使用busybox自带的去下载udev的源码进行编译移植。 #cd busybox-1.13.0/ #make menuconfig Linux System Utilities --- [*] mdev [*] Support /etc/mdev.conf [*] Support subdirs/symlinks [*] Support regular expressions substitutions when renaming device [*] Support command execution at device addition/removal 2、
udev或者mdev需要内核sysfs和tmpfs虚拟文件系统的支持sysfs为udev提供设备入口和uevent通道tmpfs为udev设备文件提供存放空间。所以在/etc/fstab配置文件中添加如下内容红色部分 # device mount-point type options dump fsck order #---------------------------------------------------------------- procfs /proc proc defaults 0 0 sysfs /sys sysfs defaults 0 0 tmpfs /dev/shm tmpfs defaults 0 0 usbfs /proc/bus/usb usbfs defaults 0 0 ramfs /dev ramfs defaults 0 0 none /dev/pts devpts mode0622 0 0 3.、在系统初始化配置文件/etc/init.d/rcS中挂载mdev要用到的sysfs文件系统和tmpfs文件系统这个在我们介绍根文件系统时已经看到然后启动/sbin目录下的mdev应用对系统的设备进行搜索红色部分。 # Mount virtual filesystem /bin/mount -t proc procfs /proc /bin/mount -n -t sysfs sysfs /sys /bin/mount -n -t usbfs usbfs /proc/bus/usb /bin/mount -t ramfs ramfs /dev # Make dir /bin/mkdir -p /dev/pts /bin/mkdir -p /dev/shm /bin/mkdir -p /var/log /bin/mount -n -t devpts none /dev/pts -o mode0622 /bin/mount -n -t tmpfs tmpfs /dev/shm # Make device node echo /sbin/mdev /proc/sys/kernel/hotplug /sbin/mdev -s a -- mdev -s 的含义是扫描 /sys 中所有的类设备目录如果在目录中有含有名为“dev”的文件且文件中包含的是设备号则mdev就利用这些信息为该设备在/dev下创建设备节点文件 b -- echo /sbin/mdev /proc/sys/kernel/hotplug 的含义是当有热插拔事件产生时内核就会调用位于 /sbin 目录的 mdev 。这时 mdev 通过环境变量中的 ACTION 和DEVPATH来确定此次热插拔事件的动作以及影响了 /sys 中的那个目录。接着会看这个目录中是否有“dev”的属性文件。如果有就利用这些信息为这个设备在 /dev 下创建设备节点文件。 4、在设备驱动程序中加上对类设备接口的支持即在驱动程序加载和卸载函数中实现设备文件的创建与销毁这个在我们前面Linux 字符设备驱动结构二—— 自动创建设备节点 可以看到实例下面在介绍一个 例如在之前篇幅的按键驱动中添加红色部分 [cpp] view plaincopy #include linux/device.h //设备类用到的头文件 staticint device_major DEVICE_MAJOR; //用于保存系统动态生成的主设备号 staticstruct class *button_class; //定义一个类 static int __init button_init(void) { //注册字符设备这里定义DEVICE_MAJOR0让系统去分配注册成功后将返回动态分配的主设备号 device_major register_chrdev(DEVICE_MAJOR, DEVICE_NAME,buttons_fops); if(device_major 0) { printk(DEVICE_NAME register faild!/n); return device_major; } //注册一个设备类使mdev可以在/dev/目录下建立设备节点 button_class class_create(THIS_MODULE, DEVICE_NAME); if(IS_ERR(button_class)) { printk(DEVICE_NAME create class faild!/n); return-1; } //创建一个设备节点取名为DEVICE_NAME(即my2440_buttons) //注意2.6内核较早版本的函数名是class_device_create现该为device_create device_create(button_class,NULL,MKDEV(device_major,0),NULL,DEVICE_NAME); return 0; } static void __exit button_exit(void) { //注销字符设备 unregister_chrdev(device_major, DEVICE_NAME); //删除设备节点注意2.6内核较早版本的函数名是class_device_destroy现该为device_destroy device_destroy(button_class,MKDEV(device_major,0)); //注销类 class_destroy(button_class); } 5、至于mdev的配置文件/etc/mdev.conf这个可有可无只是设定设备文件的一些规则。我这里就不管他了让他为空好了。6、完成以上步骤后重新编译文件系统下载到开发板上启动开发板后进入开发板的/dev目录查看就会有很多系统设备节点在这里产生了我们就可以直接使用这些设备节点了。
