日期:2014-05-16  浏览次数:20632 次

linux中的字符设备与块设备

Linux中I/O设备分为两类:块设备和字符设备。两种设备本身没有严格限制,但是,基于不同的功能进行了分类。

(1) 字符设备:提供连续的数据流,应用程序可以顺序读取,通常不支持随机存取。相反,此类设备支持按字节/字符来读写数据。举例来说,调制解调器是典型的字符设备。

(2) 块设备:应用程序可以随机访问设备数据,程序可自行确定读取数据的位置。硬盘是典型的块设备,应用程序可以寻址磁盘上的任何位置,并由此读取数据。此外,数据的读写只能以块(通常是512B)的倍数进行。与字符设备不同,块设备并不支持基于字符的寻址。

两种设备本身并没用严格的区分,主要是字符设备和块设备驱动程序提供的访问接口(file I/O API)是不一样的。本文主要就数据接口、访问接口和设备注册方法对两种设备进行比较。

1、数据结构

1.1字符设备数据结构

struct file; 
        struct inode;

file定义于 <linux/fs.h>, 是设备驱动中第二个最重要的数据结构. 文件结构代表一个打开的文件. 它由内核在 open 时创建, 并传递给在文件上操作的任何函数, 直到最后的关闭. 在文件的所有实例都关闭后, 内核释放这个数据结构。

inode 结构由内核在内部用来表示文件.inode 结构包含大量关于文件的信息其中dev_t i_rdev成员包含实际的设备编号.struct cdev *i_cdev中struct cdev 是内核的内部结构, 代表字符设备。

1.2块设备数据结构

struct gendisk (定义于 <linux/genhd.h>) 是单独一个磁盘驱动器的内核表示. 事实上, 内核还使用 gendisk 来表示分区。

2、设备访问接口

2.1字符设备访问接口