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“/dev”Linux 文件是如何创建的？

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“/dev”Linux 文件是如何创建的？

Linux 中有一些特殊文件，但它们并不是真正的文件。

其中最显着和最清晰的示例位于dev文件夹“文件”中，例如：

  • /dev/null- 忽略您写入文件的任何内容
  • /dev/random- 输出随机数据而不是文件内容
  • /dev/tcp- 通过网络发送您写入此文件的任何数据

首先，这些类型的“文件”的名称是什么，它们实际上是某种伪装的脚本或二进制文件？

其次，它们是如何创建的？这些文件是在内核级别内置到系统中的，还是有办法自己创建一个“魔术文件”（怎么样/dev/rickroll）？

答案1

/dev/zero是“特殊文件”的一个示例——特别是“设备节点”。通常这些是由发行版安装过程创建的，但您可以完全如果您愿意，可以自己创建它们。

如果您ls询问/dev/zero：

# ls -l /dev/zero
crw-rw-rw- 1 root root 1, 5  Nov 5 09:34 /dev/zero

开头的“c”告诉你这是一个“字符设备”；另一种类型是“块设备”（打印为ls“b”）。粗略地说，像硬盘这样的随机访问设备往往是块设备，而像磁带驱动器或声卡这样的顺序设备往往是字符设备。

“1、5”部分是“主设备号”和“次设备号”。

有了这些信息，我们就可以使用mknod命令来制作我们自己的设备节点：

# mknod foobar c 1 5

这会在当前文件夹中创建一个名为 的新文件foobar，该文件的作用是确切地与 相同的事情/dev/zero。 （当然，如果您愿意，您可以为其设置不同的权限。）这个“文件”真正包含的就是上面的三项——设备类型、主设备号、次设备号。您可以用来ls查找其他设备的代码并重新创建这些代码。当你感到无聊时，只需使用rm删除刚刚创建的设备节点即可。

基本上，主设备号告诉 Linux 内核要与哪个设备驱动程序通信，次设备号告诉设备驱动程序您正在谈论哪个设备。 （例如，您可能有一个 SATA 控制器，但可能插入了多个硬盘。）

如果你想发明做新事情的新设备...好吧，您需要编辑 Linux 内核的源代码并编译您自己的自定义内核。所以我们不要这样做！ :-) 但是您可以添加与您已有的设备文件重复的设备文件。像 udev 这样的自动化系统基本上只是监视设备事件并自动为您调用mknod/ 。rm没有什么比这更神奇的了。

仍然有其他特殊文件种类：

  • Linux 认为目录是一种特殊的文件。 （通常你不能直接打开一个目录，但如果可以的话，你会发现它是一个普通文件，包含特殊格式的数据，并告诉内核在哪里可以找到该目录中的所有文件。）

  • 符号链接是一个特殊的文件。 （但硬链接不是。）您可以使用该ln -s命令创建符号链接。 （查找它的联机帮助页。）

  • 还有一种称为“命名管道”或“FIFO”（先进先出队列）的东西。您可以使用 来创建一个mkfifo。 FIFO 是一个神奇的文件，可以通过以下方式打开二一次编程——一次阅读，一次写作。当这种情况发生时，它的工作方式就像普通的外壳管道一样。但你可以单独启动每个程序......

无论如何都不“特殊”的文件称为“常规文件”。您偶尔会在 Unix 文档中看到对此的提及。这就是它的意思；不是设备节点或符号链接或其他任何内容的文件。只是一个普通的日常文件，没有任何神奇的属性。

答案2

大多数/dev条目是块设备 inode 或字符设备 inode。维基百科有很多细节关于这一点，我不再重复。

但是/dev/tcp您的问题中提到的任何现有答案都没有解释。/dev/tcp并且/dev/udp与大多数其他条目不同/dev。块设备和字符设备是由内核实现的，而/dev/tcp和/dev/udp是在用户模式下实现的。

/dev/tcpbash shell 是一个具有和实现的程序/dev/udp（复制自ksh93）。当您尝试使用 bash 重定向运算符打开路径时，它将不会执行普通的open系统调用。相反，bash 将创建一个 TCP 套接字并将其连接到指定的端口。

这是在用户模式下实现的，并且仅在某些程序中实现，如以下示例所示，该示例演示了 letbash和cattry to open之间的区别/dev/tcp/::1/22

$ cat /dev/tcp/::1/22
cat: /dev/tcp/::1/22: No such file or directory
$ cat < /dev/tcp/::1/22
SSH-2.0-OpenSSH_6.6.1p1 Ubuntu-2ubuntu2.3

不同之处在于ksh93，它bash只会使用重定向运算符进行 TCP 连接，而不会在其他可能打开文件（如source或.内置）的地方进行。

答案3

除了其他答案中解释的设备节点（使用麦克诺德(2)或由某些提供开发文件系统），Linux还有专门提供的其他“神奇”文件虚拟文件系统，特别是在/proc/（参见过程(5)， 阅读进程文件系统）和/sys/（阅读有关系统文件系统）。

这些伪文件（看起来 -eg统计数据(2)- 作为普通文件，而不是设备）是内核提供的虚拟视图；特别是，从/proc/（例如 withcat /proc/$$/maps或 by打开(2)-ing/proc/self/status在你的程序中）通常不涉及来自磁盘或网络的任何物理 I/O，因此速度相当快。

要创建一些额外的伪文件，/proc/通常应该编写自己的伪文件内核模块并加载它（参见例如这）。

答案4

正如其他用户已经详细解释的那样，特殊文件需要代码来备份它们。然而，似乎没有人提到 Linux 提供了几种在用户空间编写代码的方法：

A。 保险丝（USERspace 中的文件系统）允许您编写类似的内容，/proc而不会导致内核崩溃，并以您选择的语言/运行时来完成，例如去,Node.js,珀尔,PHP,Python, 红宝石,锈,ETC。。

它还具有无需安装 FUSE 文件系统的优点，sudo因为它们以用户执行安装的方式运行。

以下是人们使用 FUSE 编写的一些示例：

  • mp3fs（将 FLAC 文件查看为 MP3 文件，当您将它们复制/单击并拖动到 MP3 播放器时，这些文件会即时创建）
  • PyTagsFS（在根据元数据标签构建的虚拟文件夹树中查看您的媒体）
  • 保险丝拉链（将 Zip 文件安装为文件夹）
  • 保险丝ISO（无需root权限即可挂载ISO）
  • 保险丝（安装 i 设备）
  • 熔断器DAV（挂载WebDAV共享）
  • 保险丝-exfat（挂载 exFAT 格式的文件系统）
  • NTFS-3G(这Linux NTFS 驱动程序）

B.如果你想创建一个虚拟输入设备，如键盘、鼠标、操纵杆等（例如，为你正在使用的 USB 设备编写用户空间驱动程序libusb），可以使用输入法。

它的绑定很难找到，但我知道它们存在的目的去（仅限键盘），Python， 和红宝石 (2)。

现实世界中 uinput 使用的示例包括：

  • G15守护进程（Logitech G15 游戏键盘上的 LCD 和游戏按键的 Linux 驱动程序）
  • ds4drv（Sony DualShock 4 控制器的驱动程序）
  • xbox驱动（替代 Xbox 360 控制器驱动程序和 Linux 相当于x360ce设计得很糟糕的游戏，比如亚军2：未来节奏异形传奇可以认为他们正在与真正的 Xbox 控制器对话，但实际上并非如此）
  • Wiimote 老司机喜欢西维德在有人最终编写内核 Wiimote 驱动程序之前需要这样做，因此默认情况下会提供支持。

C。对于通用字符设备，有库塞（USERspace 中的字符设备）。但它不太受欢迎。

据我个人所知，CUSE API 的唯一用户是促使其创建的同一程序：奥斯普德，它在用户空间中实现/dev/dsp、/dev/adsp和/dev/mixer（OSS 音频 API），以便它们可以通过 PulseAudio 或 dmix 进行路由。

我能找到的唯一 CUSE 绑定是库塞皮，自 2010 年以来就没有更新过。

D .您可能根本不需要新的特殊文件。

例如，您可以使用以下命令打开与任何 USB 设备的原始通信libusb（页面上的绑定列表），然后通过其他一些机制（TCP/UDP 套接字、读/写 stdin/stdout 或磁盘上的常规文件等）与其他程序进行通信。

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