linux字符设备是什么

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linux字符设备有：1、鼠标，是计算机的一种外接输入设备，也是计算机显示系统纵横坐标定位的指示器；2、键盘，是用于操作计算机设备运行的一种指令和数据输入装置；3、串行端口终端，使用计算机串行端口连接的终端设备；4、控制终端；5、控制台等。

本教程操作环境：linux5.9.8系统、Dell G3电脑。

Linux系统为了管理方便，将设备分成三种基本类型：

• 字符设备

• 块设备

• 网络设备

它们均以一个文件节点形式显示在文件系统的/dev目录下(crw--w---- 1 root tty 4， 0 7月 11 09:11 tty0 其中c代表字符设备类型)。

linux字符设备

字符设备是指设备无需缓冲即可直接进行读写的设备， 如鼠标，键盘，串口设备、调制解调器等， 它与块设备的区别在于是字符操作的基本单位是字节。

字符设备的分类

字符设备主要包括控制终端设备和串行终端设备， 例如控制台和键盘。依据功能和硬件上的差别， 字符终端设备有如下分类:

• 串行端口终端(/dev/ttSn)：使用计算机串行端口连接的终端设备， 串行设备数据传输方式为同一字符8个bit单线传输， 在命令行输入 echo 'hello world' > /dev/ttyS0可将输入写入到对应设备。

• 伪终端(/dev/ttyp，/dev/ptyp): 对应底层不存在真实的硬件设备， 用于为其他程序提供终端式样的接口，如网络登陆主机时网络服务器和shell程序之间的终端接口。

• 控制终端(/dev/tty)：主设备号为5， 进程控制终端，与进程相关联，如登陆shell进程使用的就是终端/dev/tty。

• 控制台(/dev/ttyn，/dev/consol): 计算机输入输出的显示器，当控制台登陆时， 使用的就是tty1， 而ubuntu 图形界面使用的tty7。

• 其他类型：现行的linux针对许多不同的设备建有许多其他种类的设备特殊文件，如ISIDIN设备的/dev/ttyIn设备。

下面为字符设备结构示意图

字符设备的性质及特点

• 字符设备属于设备文件系统的一种， 相当于底层硬件向上层提供的逻辑设备文件， 宛如将一个数据端口(数据寄存器)与一个文件对接起来，设备驱动程序直接对文件操作， 于是便直接对端口进行了读写操作。 同样作为文件， 字符设备驱动也必须实现文件的基本的操作open()，close()，write()，read()等，当然终端重定向操作也是支持的。

• 字符设备文件文件的读写是以单个字节为单位的， 不需要设立硬件缓冲区。 设备像访问字节流一样被操作系统访问。 字节流就像在硬件端口和文件系统搭建起了一个传送管道， 字节逐个通过管道传输并呈现给读写双方。 这个流特性在驱动程序中是以缓冲队列来实现的。例如: 控制台的结构体中的读写缓冲队列

struct tty_struct {
struct termios termios;
int pgrp;
int stopped;
void (*write)(struct tty_struct * tty);
struct tty_queue read_q;               //读队列
struct tty_queue write_q;              //写队列
struct tty_queue secondary;            //tty辅助队列(存放规格化后的字符)
};

• 字符设备由字符设备号标识。字符设备号由主设备号和次设备号构成， 例如/dev/ttyS0的设备号为(4，64); 主设备号标识设备对应驱动程序， 内核通过主设备号将设备和驱动程序一一对应起来， 次设备号由驱动程序使用， 用于驱动程序内部区分设备细节差别使用的代码，内核其他部分不使用它。

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