FreeBSD连载(16)：设备文件

设备文件
　　对于每种硬件设备，系统内核有相应的设备驱动程序负责对它的处理。而在Unix中，使用设备文件的方式来表示硬件设备，每种设备驱动程序都被抽象为设备文件的形式，这样就给应用程序一个一致的文件界面，方便应用程序和操作系统之间的通信。所有的设备文件都放置在/dev目录下。
$ ls -l /dev/rfd0 /dev/fd0
brw-r-----  9 root operator 2, 0 Nov 12 13:32 /dev/fd0
crw-r-----  9 root operator 9, 0 Nov 12 13:32 /dev/rfd0
　　在上面的列表中可以看到原来显示文件大小的地方，现在改为显示两个用逗号分隔的数字。这是系统用来表示设备的两个重要的序号，第一个为主设备号（major number），用来表示设备使用的硬件驱动程序在系统中的序号；第二个为从设备号（minor number），硬件驱动程序使用它来区分不同的设备和判断如何进行处理。FreeBSD 下主设备号用8位表示，而从设备号用24位来表示。事实上设备文件的名字并不重要，重要的是这两个设备号，操作系统使用它确定硬件驱动程序，并与硬件驱动程序进行通信。

• 磁盘和块设备文件
  

　　在Unix下将设备分为两种，块设备和字符设备，其中块设备主要用于随机存取的目的，磁盘为这一类设备的代表，而字符设备用于顺序存取的目的，例如磁带或终端设备。
　　磁盘设备的命名方式在前一章中提到过，磁盘设备由磁盘名、磁盘的序号、分区的序号、以及FreeBSD子分区的序号来表示，例如在设备wd0s1a中，wd为驱动程序，此后为设备序号，0表示为这个驱动程序的第一个设备，Unix 习惯上从0开始计数，第三部分的分区序号为s1，注意这里为第一个分区，因为s1是从1开始向下排列的，与一般Unix 的习惯不同，这是因为分区的概念是一个DOS概念，因此这里也使用与DOS相对应的顺序，最后一个a为FreeBSD 子分区的顺序，每个UFS基本分区可以有8个子分区，这8个分区按照习惯用于不同的目的，例如wd0s1a用于根文件系统，wd0s1b用做交换分区，使用wd0s1c表示整个硬盘分区wd0s1。因此可以将fd0c用于对整个软盘fd0进行存取，wcd0c用于对整个光盘wcd0进行存取等。
　　传统名字，例如wd0a，可以用于表示第一个UFS分区上的a子分区，如wd0s1a。一般一个硬盘上只有一个UFS分区，因此可以直接使用传统名字标识磁盘分区。
　　在使用ls命令列表时，系统使用c（character）标识一个字符设备文件，使用b（block）标识块设备文件。
$ ls -l /dev/*wd0s1
crw-r----- 1 root operator 3, 131072 Oct 31 19:59 /dev/rwd0s1
brw-r----- 1 root operator 0, 131072 Oct 31 19:59 /dev/wd0s1
　　虽然硬盘设备为块设备，用于随机存取的目的。但它也可以被顺序存取，这种方式称为raw方式。使用raw方式存取硬盘，就需要一个对应的字符类型的设备文件，对应wd0s1硬盘设备的字符类型硬盘设备为rwd0s1，设备名中第一个字母使用r表示对硬盘的raw方式顺序存取。
　　由于设备文件就代表了整个设备，就可以使用FreeBSD的标准命令以raw方式直接操作设备文件，从而直接访问硬件设备。利用这种方式，能完成很多有用的工作，但是这种方式也非常危险，例如对硬盘设备文件的操作失误会破坏整个硬盘的数据。幸好大部分直接访问设备的操作都为读取相应数据的操作，而不需要写入磁盘设备。
　　当某个设备不可使用，则其对应的设备文件也不能正常访问，因此直接访问设备文件可以判断对应的设备是否真正正常。例如，判断连接到第一个串口，ttyd0上的鼠标是否正常工作，使用命令 “cat
　　cat或其他命令，没有控制具体接收到数据的多少，更有效的系统工具是dd，它能精确输入输出一定数量的数据。例如：# dd if=/dev/rwd0 of=mbr count=1 bs=512

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