Linux Device & Module详解：设备管理、devfs与I/O操作

本资源是一份关于Linux Device & Module的课程课件，主要针对Linux系统中的设备管理和模块机制进行深入讲解。首先，课程从基础概念出发，介绍了Linux设备的分类，如字符设备（逐字节处理，顺序访问）、块设备（可寻址块处理，随机访问）和网络设备（没有对应设备文件的特殊类型）。通过"/proc/devices"可以查看系统设备及其主设备号（major number）和次设备号（minor number），以及如何识别设备类型。 接着，讲解了设备文件系统的devfs，它根据实际设备动态构建设备文件并组织在目录中，如/dev/disk和/dev/pts，解决/dev目录过大且部分设备无对应文件的问题。课件还涉及了内核空间和用户空间的区分，以及I/O请求和设备驱动程序在其中的作用，包括中断服务请求(ISR)和系统调用的流程。 在模块机制部分，强调了用户程序如何通过系统调用操作设备，如通过`fopen`、`read`、`write`和`close`等函数操作设备文件。此外，虚拟文件系统(Virtual Filesystem, VFS)的概念也被介绍，它是一个抽象层，用于管理和提供文件接口，如`Generic_file_read`和`Generic_file_write`是通用读写函数，而创建块设备文件时需要用到`mknod`命令，指定设备类型、主设备号和次设备号。 最后，课件内容还涉及了Linux内核中的文件结构，包括`struct file`和`struct file_operations`，这两个结构体定义了文件操作的基本接口，如位置偏移量的设置(`llseek`)、读取(`read`)和写入(`write`)功能。 这份Linux Device & Module的课件提供了系统级设备管理的全面视角，涵盖了从硬件抽象到用户空间交互的各个环节，对于理解Linux设备驱动编程和系统级文件操作具有重要的参考价值。