Linux驱动与设备节点简介 & Android内核与Linux内核的区别

驱动是内核的一部分，作为直接访问物理硬件的一个软件层，用于应用程序与物理硬件设备通信。内核包含多种驱动，如WIFI、USB、Audio、蓝牙、相机、显示驱动。

（1）设备驱动程序三类：字符设备驱动程序、块设备驱动程序、网络设备驱动程序；

（2）对应Linux三类设备：字符设备、块设备、网络设备；

（3）常见字符设备：鼠标、键盘、串口、控制台等；

（4）常见块设备：各种硬盘、flash磁盘、RAM磁盘等；

（5）网络设备(网络接口)：eth0、eth1，注：网络设备没有设备节点，应用程序通过Socket访问网络设备。由于网络设备面向报文，较难实现相关read、write等文件读写函数，所以驱动的实现也与字符设备和块设备不同。

Linux使用对文件一样的管理方式来管理设备，所有设备都以文件的形式存放在/dev目录下，系统中的每个字符设备或者块设备都必须为其创建一个设备文件，它包含了该设备的设备类型（块设备或字符设备）、设备号（主设备号和次设备号）以及设备访问控制属性等。设备节点通过 mknod 命令创建，也可以由Udev用户工具软件在系统启动后根据/sys目录下每个设备的实际信息创建，使用后一种方式可以为每个设备动态分配设备号。

Linux中设备节点通过“mknod”命令创建，创建时需要指定主设备号和次设备号，即指定对应的驱动程序和对应的物理设备（访问设备节点时就相当于通过其设备号访问驱动程序进而间接访问到物理设备）。主设备号用来区分不同种类的设备，而次设备号用来区分同一类型的多个设备。对于常用设备，Linux有约定俗成的编号，如硬盘的主设备号是3

理解：应用程序通过访问设备节点读取主设备号和次设备号，通过主设备号找对应的驱动，通过次设备号对应到具体物理设备。注：1个驱动对应一类设备，并用唯一主设备号标识。

Linux支持的各种设备的主设备号定义在include/linux/major.h文件中，已经在官方注册的主设备号和次设备号在Documentation/devices.txt文件中。

Android系统最底层是Linux，并且在中间加上了一个Dalvik / ART的Java虚拟机，从表面层看是Android运行库。每个Android应用都运行在自己的进程上，享有Dalvik / ART虚拟机为它分配的专有实例，并支持多个虚拟机在同一设备上高效运行，虚拟机执行的是专有格式的可执行文件(.dex) - 该格式经过优化，以将内存好用降到最低。

Android内核和Linux内核的差别主要体现在如下11个方面：

提供连续的数据流，是一个线性设备，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。 如：键盘、鼠标、显示屏 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。 如：硬盘、U盘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Linux的设备管理是和文件系统紧密结合的，各种设备都以文件的形式存放在/dev目录下，称为设备文件。应用程序可以打开、关闭和读写这些设备文件，完成对设备的 *** 作，就像 *** 作普通的数据文件一样。为了管理这些设备，系统为设备编了号，每个设备号又分为主设备号和次设备号。 主设备号用来区分不同种类的设备，而次设备号用来区分同一类型的多个设备。 对于常用设备，Linux有约定俗成的编号，如硬盘的主设备号是3。一个字符设备或者块设备都有一个主设备号和次设备号。主设备号和次设备号统称为设备号。主设备号用来表示一个特定的驱动程序。次设备号用来表示使用该驱动程序的各设备。 例如一个嵌入式系统，有两个LED指示灯，LED灯需要独立的打开或者关闭。那么，可以写一个LED灯的字符设备驱动程序，可以将其主设备号注册成5号设备，次设备号分别为1和2。这里，次设备号就分别表示两个LED灯。 一般的， 主设备号标识出与设备关联的设备驱动 。如 /dev/null 和 /dev/port 由 1 号驱动来管理。 现在的 Linux 内核允许多个驱动共享一个主设备号，但更多的设备都遵循一个驱动对一个主设备号的原则。 内核由 次设备号确定当前所指向的是哪个设备。 根据所编写的驱动程序，可以从内核那里得到一个直接指向设备的指针，或者使用次设备号作为一个设备本地数组的索引。但不论如何，内核自身几乎不知道次设备号的什么事情。 当静态分配设备号时，需要查看系统中已经存在的设备号，从而决定使用哪个新设备号。可以读取/proc/devices文件获得设备的设备号。/proc/devices文件包含字符设备和块设备的设备号，如下所示： 用于创建Linux中的字符设备文件和块设备文件。

Linux 系统中所有的硬件设备都是用文件的形式来表示和使用的，也就是说，如果你想使用某个硬件设备首先你就需要将其挂载到某个目录下面，通过对这个目录的 *** 作来 *** 作设备；如果不挂载，通过Linux系统中的图形界面系统可以查看找到硬件设备，但命令行方式无法找到。

并不是根目录下任何一个目录都可以作为挂载点，由于挂载 *** 作会使得原有目录中文件被隐藏，因此根目录以及系统原有目录都不要作为挂载点，会造成系统异常甚至崩溃，挂载点最好是新建的空目录

磁盘也是一样的，磁盘的文件是存放在 /dev 目录下，磁盘设备文件的命名规则为：

常见的主设备号有：sd，hd；它们是代表的不同的磁盘类型： sd 代表的 IDE 硬盘， hd 代表的是 SCSI 硬盘

次设备号就是同一类型设备的次序，用 [a-z] 来表示， /dev/sda 表示第一块 IDE 类型的磁盘， /dev/sdb 表示第二块 IDE 类型的磁盘

磁盘分区编号，每一块磁盘都会被划分为多个磁盘分区（这个下面会介绍），每一个分区都会有一个编号，比如： /dev/sda1 表示这是该磁盘的第一个分区，以此类推

在 Linux 中，每一个硬盘设备都只能划分四个主分区；若是划分了一个扩展分区那最多可以划分三个主分区；可以表示为：

主分区加扩展分区最多只有四个；可以全部划分为主分区，也可以之划分一个主分区；但是扩展分区最多只有一个；扩展分区是不能直接使用的，还有进一步划分为逻辑分区才能使用；一个扩展分区可以划分为多个逻辑分区；

主分区的分区编号是：1，2，3，4；从扩展分区划分出来的逻辑分区的编号是从 5 开始，以次累加

这跟系统启动有关系；当你启动电脑时，首先就会加载 BIOS 信息，这里面包含了 Cpu 和其他硬件设备的信息；找到它计算机就知道怎么启动了

接下来，它会去找 MBR(Master Boot Record) ，也就是主引导记录；为了方便 BIOS 的查找，所以就会把它放在磁盘上第0磁道上的第一个扇区中，磁盘中每个扇区有 512 字节；虽然只有这么大一点，但是要存三部分信息：

磁盘分区表总共只有 64 字节，而每个分区信息占 16 个字节，所以就只能有四个主分区了

这应该是历史遗留的问题了，一开始只有四个分区，后来发现四个分区不够用，就引入了扩展分区，而扩展分区是不能直接使用的，它必须再划分为逻辑分区，逻辑分区的数量可以是任意多个。

对用户而言，主分区和逻辑分区使用起来没有任何的区别，同时还能够达到无限分区的目的

我想很多人都思考过这个问题，我再了解了之后才发现磁盘分区还是有很多的好处的。具体例子：

现在给你一个仓库，你打算存放快递，一开始你一股脑的把所有的快递直接放进去，等到别人来取快递的时候你就发愁了，几十甚至上百个快递得找到啥时候啊

所以你打算开始分区管理，因为你代理了中通，圆通，百世等好几个快递，所以你打算按照不同的快递分为三个货架；

过一段时间发现同一种快递如果量大的时候还是会混乱；因此你又想了个办法就是按照日期给快递编号，然后按照不同的日期将货架分为多层，每一层存放某一天的快递，同时你又找了个表记录了每个分区快递存放的位置，这大大增加了存取的效率

磁盘分区的目的，

Linux 常见目录：

一般要是新手，可以只建立两个分区：

这种分区方式比较简单，如果只是测试可以用这种；要是想当成一个常用的系统，就需要更细一点划分了，常用的分区方案如下（假如有磁盘有100G）：

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