Операционные системы - статьи


Символьные и блочные устройства


Файлы символьных и блочных устройств создаются с помощью программы mknod и соответствуют внешним устройствам, а также псевдоустройствам, таким как знаменитое пустое устройство /dev/null (такое, при попытке чтения из которого сразу же сообщается о достижении конца файла и при записи в которое никогда не происходит переполнения - точный аналог NUL в DOS/Windows).

Устройства нумеруются двумя целыми числами - старшим (major number) и младшим (minor number). Первое из них соответствует типу устройства (например, для устройств, подключенных к первому IDE-контроллеру, оно равно 3, для подключенных ко второму - 22 и т. д.), а второе - конкретному устройству (например, для мастер-диска, подключенного к первому IDE-контроллеру, оно равно 0, для первого раздела на этом диске - 1 и т. д.). При этом символьные и блочные устройства нумеруются независимо.

Число 30Ah в поле "положение" информации о файлах /usr/bin/unzip и /usr/bin/zipinfo на рис. 1 и 2 обозначает как раз номер устройства: 3 - это первый IDE-диск, а 0A - его десятый раздел.

Различие между файлами символьных и блочных устройств заключается в том, что к первым разрешен только последовательный доступ, а вторые допускают обращение (для чтения или записи) к произвольному месту устройства.

Многие устройства имеют дополнительные характеристики: скажем, на консоли (виртуальной) IBM PC есть три лампочки - Num Lock, Caps Lock и Scroll Lock, - а последовательный порт может передавать данные с различной скоростью. Как правило, программы в Linux работают просто с файлами, никак или почти никак не учитывая особенности того или иного конкретного устройства. Если же программа должна их учитывать, она осуществляет управление соответствующими параметрами через системный вызов ioctl, позволяющий, например, зажечь Num Lock или изменить громкость звука. В основном использование ioctl сводится к управлению конфигурацией (отсюда и название - I/O ConTroL, т. е. управление вводом-выводом).

Основной недостаток описанной схемы в том, что она плохо масштабируется: различных устройств существует великое множество, и поскольку всякое устройство, потенциально подключаемое к компьютеру, должно получить номер (а многие - несколько номеров), этих самых номеров явно не хватает. Кроме того, хотя в каталоге /dev, где традиционно хранятся файлы устройств, представлен, разумеется, далеко не весь спектр аппаратуры (только для SCSI-устройств потребовалось бы завести не одну тысячу файлов), он все-таки обычно содержит более тысячи файлов, и лишь очень малая их часть соответствует устройствам (или псевдоустройствам), реально присутствующим в системе.

Эта проблема была осознана достаточно давно, и уже предложено несколько вариантов ее решения. Однако самым распространенным остается пока стандартный подход, когда все файлы устройств создаются вручную программой mknod. Мне представляется наиболее удачным вариант с использованием специальной файловой системы devfs, монтируемой в каталог /dev, в которой специальные файлы устройств создаются и уничтожаются автоматически по мере надобности (именно так настроен компьютер, где сейчас пишутся эти строки).




Начало  Назад  Вперед



Книжный магазин