在 Linux 系统中以字符设备和块设备方式访问设备61

在 Linux 系统中，设备可以通过字符设备或块设备两种方式进行访问。字符设备将数据视为一串字符或字节流，而块设备将数据视为按块组织的结构化数据。

字符设备

字符设备通常用于与终端、串口和打印机等交互式设备通信。这些设备将数据视为字符或字节流，因此可以通过将字符写入或从设备读取字符来访问。字符设备使用open()、read()和write()等标准 I/O 函数进行访问。

要在 Linux 中访问字符设备，需要使用设备文件。设备文件是特殊文件，表示系统中的特定设备。字符设备的设备文件通常位于/dev目录中。例如，要访问终端设备，可以使用设备文件/dev/tty。下面是一个使用字符设备访问终端设备的示例代码：
#include
#include
#include
#include
int main() {
int fd;
char buf[1024];
// 打开终端设备
fd = open("/dev/tty", O_RDWR);
if (fd == -1) {
perror("open");
exit(1);
}
// 从终端读取数据
int n = read(fd, buf, sizeof(buf));
if (n == -1) {
perror("read");
exit(1);
}
// 打印读取的数据
printf("%s", buf);
// 关闭终端设备
close(fd);
return 0;
}

块设备

块设备通常用于与磁盘、分区和 USB 驱动器等非交互式设备通信。这些设备将数据视为按块组织的结构化数据。每个块都有一个固定大小，通常为 512 字节。块设备使用open()、read()和write()等标准 I/O 函数进行访问，但它们还提供了额外的函数，如lseek()，用于在设备中定位特定块。

要在 Linux 中访问块设备，也需要使用设备文件。块设备的设备文件通常也位于/dev目录中，但它们以字母sd开头，后跟表示设备的编号。例如，第一个磁盘设备的设备文件为/dev/sda。下面是一个使用块设备访问磁盘设备的示例代码：
#include
#include
#include
#include
int main() {
int fd;
char buf[512];
// 打开磁盘设备
fd = open("/dev/sda", O_RDWR);
if (fd == -1) {
perror("open");
exit(1);
}
// 定位到磁盘中的特定块
int n = lseek(fd, 1024, SEEK_SET);
if (n == -1) {
perror("lseek");
exit(1);
}
// 从磁盘中读取数据
n = read(fd, buf, sizeof(buf));
if (n == -1) {
perror("read");
exit(1);
}
// 打印读取的数据
printf("%s", buf);
// 关闭磁盘设备
close(fd);
return 0;
}

设备文件权限

设备文件具有与普通文件类似的权限。这些权限控制谁可以访问设备以及以何种方式访问设备。例如，要访问字符设备，用户需要具有设备文件的读或写权限。要访问块设备，用户需要具有设备文件的读、写或执行权限。设备文件权限可以通过chmod命令进行设置。

设备节点

设备文件实际上是设备节点的符号链接。设备节点是特殊文件，它表示系统中的特定设备。设备节点的名称通常与设备文件的名称相同，但设备节点位于/dev目录中。设备节点实际上是一个指向设备的指针。当一个进程打开一个设备文件时，内核会将该进程连接到对应的设备节点。

在 Linux 系统中，设备可以通过字符设备或块设备两种方式进行访问。字符设备用于与交互式设备通信，而块设备用于与非交互式设备通信。字符设备和块设备都使用设备文件进行访问，设备文件具有与普通文件类似的权限。设备文件实际上是设备节点的符号链接，设备节点是特殊文件，它表示系统中的特定设备。

2024-11-08

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