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“/dev”Linux 檔案是如何建立的？

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“/dev”Linux 檔案是如何建立的？

Linux 中有一些特殊文件，但它們並不是真正的文件。

其中最顯著和最清晰的範例位於dev資料夾「文件」中，例如：

  • /dev/null- 忽略您寫入文件的任何內容
  • /dev/random- 輸出隨機資料而不是文件內容
  • /dev/tcp- 透過網路傳送您寫入此文件的任何數據

首先，這些類型的「檔案」的名稱是什麼，它們實際上是某種偽裝的腳本或二進位檔案？

其次，它們是如何創建的？這些檔案是在核心層級內建到系統中的，還是有辦法自己建立一個「魔術檔案」（怎麼樣/dev/rickroll）？

答案1

/dev/zero是「特殊檔案」的一個範例——特別是「設備節點」。通常這些是由發行版安裝過程創建的，但您可以完全如果您願意，可以自己創建它們。

如果您ls詢問/dev/zero：

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

開頭的「c」告訴你這是一個「字元設備」；另一種類型是“區塊設備”（列印為ls“b”）。粗略地說，像硬碟這樣的隨機存取設備往往是塊設備，而像磁帶驅動器或聲卡這樣的順序設備往往是字元設備。

「1、5」部分是「主設備號」和「次設備號」。

有了這些訊息，我們就可以使用mknod命令來製作我們自己的設備節點：

# mknod foobar c 1 5

foobar這會在當前資料夾中建立一個名為 , 的新文件，該文件的作用是確切地與 相同的事/dev/zero。 （當然，如果你願意的話，你可以對其設定不同的權限。）這個「檔案」真正包含的就是上面的三項——裝置類型、主設備號、次設備號。您可以用來ls尋找其他裝置的程式碼並重新建立這些程式碼。當你感到無聊時，只需使用rm刪除剛剛創建的設備節點即可。

基本上，主裝置號碼告訴 Linux 核心要與哪個裝置驅動程式通信，次裝置號碼告訴裝置驅動程式您正在談論哪個裝置。 （例如，您可能有一個 SATA 控制器，但可能插入了多個硬碟。）

如果你想發明做新事情的新設備...好吧，您需要編輯 Linux 核心的原始程式碼並編譯您自己的自訂核心。所以我們不要這樣做！ :-) 但是您可以新增與您已有的裝置檔案重複的裝置檔案。像 udev 這樣的自動化系統基本上只是監視裝置事件並自動為您呼叫mknod/ 。rm沒有什麼比這更神奇的了。

仍然有其他特殊文件種類：

  • Linux 認為目錄是一種特殊的檔案。 （通常你不能直接打開一個目錄，但如果可以的話，你會發現它是一個普通文件，包含特殊格式的數據，並告訴內核在哪裡可以找到該目錄中的所有文件。）

  • 符號連結是一個特殊的文件。 （但硬連結不是。）您可以使用該ln -s命令建立符號連結。 （尋找它的線上說明頁。）

  • 還有一種稱為“命名管道”或“FIFO”（先進先出佇列）的東西。您可以使用 來建立一個mkfifo。 FIFO 是一個神奇的文件，可以透過以下方式打開二一次程式設計——一次閱讀，一次寫作。當這種情況發生時，它的工作方式就像普通的外殼管道一樣。但你可以單獨啟動每個程式......

無論如何都不“特殊”的文件稱為“常規文件”。您偶爾會在 Unix 文件中看到對此的提及。這就是它的意思；不是設備節點或符號連結或其他任何內容的檔案。只是一個普通的日常文件，沒有任何神奇的屬性。

答案2

大多數/dev條目是區塊裝置 inode 或字元裝置 inode。維基百科有很多細節關於這一點，我不再重複。

但是/dev/tcp您的問題中提到的任何現有答案都沒有解釋。/dev/tcp並且/dev/udp與大多數其他條目不同/dev。塊設備和字元設備是由核心實現的，而/dev/tcp和/dev/udp是在用戶模式下實現的。

/dev/tcpbash shell 是一個有和實作的程式/dev/udp（複製自ksh93）。當您嘗試使用 bash 重定向運算子開啟路徑時，它將不會執行普通的open系統呼叫。相反，bash 將創建一個 TCP 套接字並將其連接到指定的連接埠。

這是在使用者模式下實現的，並且僅在某些程式中實現，如以下範例所示，該範例演示了 letbash和cattry to open之間的區別/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

不同之處在於ksh93，它bash只會使用重定向運算子進行 TCP 連接，而不會在其他可能開啟檔案（如source或.內建）的地方進行。

答案3

除了其他答案中解釋的設備節點（使用麥克諾德(2)或由某些提供開發檔案系統），Linux還有其他專門提供的「神奇」文件虛擬檔案系統，特別是在/proc/（參見過程(5)， 閱讀行程檔案系統）和/sys/（閱讀有關系統檔案系統）。

這些偽文件（看起來 -eg統計數據(2)- 作為普通文件，而不是設備）是核心提供的虛擬視圖；特別是，從/proc/（例如 withcat /proc/$$/maps或 by打開(2)-ing/proc/self/status在你的程式中）通常不涉及來自磁碟或網路的任何實體 I/O，因此速度相當快。

要建立一些額外的偽文件，/proc/通常應該編寫自己的偽文件核心模組並加載它（參見例如這）。

答案4

正如其他用戶已經詳細解釋的那樣，特殊文件需要程式碼來備份它們。然而，似乎沒有人提到 Linux 提供了幾種在使用者空間編寫程式碼的方法：

A。 保險絲（USERspace 中的檔案系統）允許您編寫類似的內容，/proc而不會導致核心崩潰，並以您選擇的語言/運行時來完成，例如去,Node.js,珀爾,PHP,Python, 紅寶石,鏽,ETC。。

它還具有無需安裝 FUSE 檔案系統的優點，sudo因為它們以用戶執行安裝的方式運行。

以下是人們使用 FUSE 編寫的一些範例：

  • mp3fs（將您的 FLAC 文件檢視為 MP3 文件，當您將它們複製/點擊並拖曳到 MP3 播放器時，這些檔案會即時建立）
  • PyTagsFS（在根據元資料標籤建立的虛擬資料夾樹中查看您的媒體）
  • 保險絲拉鍊（將 Zip 檔案安裝為資料夾）
  • 保險絲ISO（無需root權限即可掛載ISO）
  • 保險絲（安裝 i 設備）
  • 熔斷器DAV（掛載WebDAV共享）
  • 保險絲-exfat（掛載 exFAT 格式的檔案系統）
  • NTFS-3G（這Linux NTFS 驅動程式）

B.如果你想建立一個虛擬輸入設備，例如鍵盤、滑鼠、操縱桿等（例如，為你正在使用的 USB 設備編寫使用者空間驅動程式libusb），可以使用輸入法。

它的綁定很難找到，但我知道它們存在的目的去（僅限鍵盤），Python， 和紅寶石 (2)。

現實世界中 uinput 使用的範例包括：

  • G15守護程式（Logitech G15 遊戲鍵盤上的 LCD 和遊戲按鍵的 Linux 驅動程式）
  • ds4drv（Sony DualShock 4 控制器的驅動程式）
  • xbox驅動（替代 Xbox 360 控制器驅動程式和 Linux 相當於x360ce設計得很糟糕的遊戲，例如亞軍2：未來節奏異形傳奇可以認為他們正在與真正的 Xbox 控制器對話，但實際上並非如此）
  • Wiimote 老駕駛喜歡西維德在有人最終編寫核心 Wiimote 驅動程式之前需要這樣做，因此預設會提供支援。

C。對於通用字元設備，有庫塞（USERspace 中的字元設備）。但它不太受歡迎。

據我個人所知，CUSE API 的唯一使用者是促使其創建的相同程式：奧斯普德，它在用戶空間中實現/dev/dsp、/dev/adsp和/dev/mixer（OSS 音訊 API），以便它們可以透過 PulseAudio 或 dmix 進行路由。

我能找到的唯一 CUSE 綁定是庫塞皮，自 2010 年以來就沒有更新過。

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開啟與任何 USB 裝置的原始通信libusb（頁面上的綁定清單），然後透過其他一些機制（TCP/UDP 套接字、讀取/寫入 stdin/stdout 或磁碟上的常規檔案等）與其他程式進行通訊。

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