Linux /dev 常見(jiàn)特殊設(shè)備介紹與應(yīng)用

linux是文件型系統(tǒng)，所有硬件如軟件都會(huì)在對(duì)于的目錄下面有相應(yīng)的文件表示。對(duì)于dev這個(gè)目錄，我們知道它下面的文件，表示的是linux的設(shè)備。在windows系統(tǒng)中，設(shè)備大家很好理解，象硬盤(pán)，磁盤(pán)指的是實(shí)實(shí)在在硬件。而在文件系統(tǒng)的linux下面，都有對(duì)于文件與這些設(shè)備關(guān)聯(lián)的。訪問(wèn)它們就可以放到實(shí)際硬件，想想還是linux靈活了。變成文件，操作該多簡(jiǎn)單了。不用調(diào)用以前com,prt等接口了。直接讀文件，寫(xiě)文件就可以向設(shè)備發(fā)送讀或者寫(xiě)操作了。 按照讀寫(xiě)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)方式，我們可以把設(shè)備分為以下幾種：字符型設(shè)備，塊設(shè)備，偽設(shè)備。

一、設(shè)備分類

字符型設(shè)備

字符設(shè)備是指每次與系統(tǒng)傳輸1個(gè)字符的設(shè)備。這些設(shè)備節(jié)點(diǎn)通常為傳真、虛擬終端和串口調(diào)制解調(diào)器、鍵盤(pán)之類設(shè)備提供流通信服務(wù)，它通常不支持隨機(jī)存取數(shù)據(jù)。 字符設(shè)備在實(shí)現(xiàn)時(shí)，大多不使用緩存器。系統(tǒng)直接從設(shè)備讀?。瘜?xiě)入每一個(gè)字符。例如，鍵盤(pán)這種設(shè)備提供的就是一個(gè)數(shù)據(jù)流，當(dāng)你敲入“cnblogs”這個(gè)字符串時(shí)，鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序會(huì)按照和輸入完全相同的順序返回這個(gè)由七個(gè)字符組成的數(shù)據(jù)流。它們是順序的，先返回c，最后是s。

塊設(shè)備

塊設(shè)備是指與系統(tǒng)間用塊的方式移動(dòng)數(shù)據(jù)的設(shè)備。這些設(shè)備節(jié)點(diǎn)通常代表可尋址設(shè)備，如硬盤(pán)、CD-ROM和內(nèi)存區(qū)域。

塊設(shè)備通常支持隨機(jī)存取和尋址，并使用緩存器。操作系統(tǒng)為輸入輸出分配了緩存以存儲(chǔ)一塊數(shù)據(jù)。當(dāng)程序向設(shè)備發(fā)送了讀取或者寫(xiě)入數(shù)據(jù)的請(qǐng)求時(shí)，系統(tǒng)把數(shù)據(jù)中的每一個(gè)字符存儲(chǔ)在適當(dāng)?shù)木彺嬷?。?dāng)緩存被填滿時(shí)，會(huì)采取適當(dāng)?shù)牟僮鳎ò褦?shù)據(jù)傳走），而后系統(tǒng)清空緩存。它與字符設(shè)備不同之處就是，是否支持隨機(jī)存儲(chǔ)。字符型是流形式，逐一存儲(chǔ)。

偽設(shè)備

在類Unix操作系統(tǒng)中，設(shè)備節(jié)點(diǎn)并不一定要對(duì)應(yīng)物理設(shè)備。沒(méi)有這種對(duì)應(yīng)關(guān)系的設(shè)備是偽設(shè)備。操作系統(tǒng)運(yùn)用了它們提供的多種功能。部份經(jīng)常使用到的偽設(shè)備包括： null,zero,full,loop,random,urandom

二、特殊設(shè)備及使用

這里說(shuō)到特殊設(shè)備除了硬盤(pán)主板等，只是它在linux shell命令里面，有特殊的作用，因此把它們單獨(dú)拿出來(lái)。這些設(shè)備分別是：

/dev/stdin

/dev/stdout

/dev/stderr

/dev/null

/dev/zero

/dev/full

/dev/random,urandom

/dev/fd

/dev/tcp|upd

/dev/loop

1、標(biāo)準(zhǔn)輸出輸入設(shè)備

還記得上次說(shuō)的，linux重定向嗎？可以看下：linux shell數(shù)據(jù)重定向（輸入重定向與輸出重定向）詳細(xì)分析 。它們就是與幾個(gè)特殊文件描述符對(duì)應(yīng)，fd0,fd1,fd2 （stdin,stdout,stderr)

如：

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[chengmo@centos5 shell]$ cat>teststdin

test

#ctrl+D

#cat從/dev/stdin獲得數(shù)據(jù)，然后將標(biāo)準(zhǔn)輸出，輸入的到teststdin文件

[chengmo@centos5 shell]$ cat teststdin

test

[chengmo@centos5 shell]$ cat>teststdin

test

#ctrl+D

#不指定輸入，默認(rèn)輸入設(shè)備就是/dev/stdinn

/dev/stdin指的就是鍵盤(pán)設(shè)備

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[chengmo@centos5 shell]$ cat test.sh >/dev/stdout |grep 'echo'

echo "very good!";

echo "good!";

echo "pass!";

echo "no pass!"

#/dev/stdout指向就是標(biāo)準(zhǔn)輸出，因此重定向給它的數(shù)據(jù)，最終發(fā)送到屏幕上（fd1)

[chengmo@centos5 shell]$ cat test.sh? |grep 'echo'??????????

echo "very good!";

echo "good!";

echo "pass!";

echo "no pass!";

[chengmo@centos5 shell]$ cat test.sh >/dev/stderr |grep 'echo'?

#!/bin/sh

scores=40;

if [[ $scores -gt 90 ]]; then

echo "very good!";

elif [[ $scores -gt 80 ]]; then

echo "good!";

elif [[ $scores -gt 60 ]]; then

echo "pass!";

else

echo "no pass!";

fi;

#/dev/stderr 指是錯(cuò)誤輸出，默認(rèn)也是輸出到屏幕上面，但是它的內(nèi)容不能通過(guò)管道傳遞給grep，管道只能傳遞標(biāo)準(zhǔn)輸出

/dev/null設(shè)備

是個(gè)黑洞設(shè)備,它丟棄一切寫(xiě)入其中數(shù)據(jù)，空設(shè)備通常被用于丟棄不需要的輸出流。記得當(dāng)年用windows時(shí)候，有個(gè)類似的設(shè)備：NUL ，跟這個(gè)功能一樣。任何寫(xiě)入該設(shè)備數(shù)據(jù)都會(huì)被丟棄掉。從這個(gè)里面讀取數(shù)據(jù)返回是空。將一些不用內(nèi)容經(jīng)常發(fā)送給這個(gè)設(shè)備,丟棄不需要的數(shù)據(jù)。

如：

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[chengmo@centos5 shell]$ cat /dev/null

[chengmo@centos5 shell]$ cat test.sh >/dev/null

#讀該設(shè)備為空，寫(xiě)入該設(shè)備數(shù)據(jù)都丟棄了

/dev/zero設(shè)備

在類UNIX 操作系統(tǒng)中, /dev/zero 是一個(gè)特殊的文件，當(dāng)你讀它的時(shí)候，它會(huì)提供無(wú)限的空字符(NULL, ASCII NUL, 0×00)。其中的一個(gè)典型用法是用它提供的字符流來(lái)覆蓋信息，另一個(gè)常見(jiàn)用法是產(chǎn)生一個(gè)特定大小的空白文件。

如：

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[chengmo@centos5 shell]$ dd if=/dev/zero of=testzero count=1024 bs=1024

1024+0 records in

1024+0 records out

1048576 bytes (1.0 MB) copied, 0.0107194 seconds, 97.8 MB/s

#創(chuàng)建一個(gè)大小為1M文件，該文件一個(gè)塊是1024字節(jié)，一共是1024塊（剛好1M)，用/dev/zero文件內(nèi)容填充它。輸出創(chuàng)建到：testzero文件

[chengmo@centos5 shell]$dd if=/dev/zero of=/dev/磁盤(pán)分區(qū)

#這個(gè)命令一定不要隨便用，有點(diǎn)象windows里面的粉碎文件工具。不過(guò)它是用x00填充整個(gè)分區(qū)。這樣做數(shù)據(jù)是不可以恢復(fù)的了。

[chengmo@centos5 shell]$cat /dev/zero>testinputzero

#這個(gè)命令也不能隨便使用咯，/dev/zero設(shè)備一個(gè)特效是，如果你讀取的話，是一個(gè)死循環(huán)會(huì)輸出無(wú)窮的\x00，這樣你將創(chuàng)建一個(gè)用\x00填充的文件。如果你沒(méi)有限制該用戶磁盤(pán)配額。它將耗盡整個(gè)磁盤(pán)空間。

在linux資源配額限制里面，如果沒(méi)有現(xiàn)在普通用戶的磁盤(pán)空間利用，或內(nèi)存使用。一個(gè)普通用戶就可以通過(guò)上面方法一會(huì)就塞滿整個(gè)磁盤(pán)。也可以通過(guò)while(true) {fork……}類程序，啟動(dòng)無(wú)限線程，耗盡整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)存。

/dev/full設(shè)備

類Unix系統(tǒng)中，/dev/full（常滿設(shè)備）是一個(gè)特殊設(shè)備文件，總是在向其寫(xiě)入時(shí)返回設(shè)備無(wú)剩余空間（錯(cuò)誤碼為ENOSPC），讀取時(shí)則與/dev/zero相似，返回?zé)o限的空字符(NULL, ASCII NUL, 0×00)。這個(gè)設(shè)備通常被用來(lái)測(cè)試程序在遇到磁盤(pán)無(wú)剩余空間錯(cuò)誤時(shí)的行為。

如：

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[chengmo@centos5 shell]$ echo 'chengmo' >/dev/full

-bash: echo: write error: 設(shè)備上沒(méi)有空間

[chengmo@centos5 shell]$ echo $?

1

#命令執(zhí)行返回錯(cuò)誤

/dev/random[urandom]

在類UNIX操作系統(tǒng)中，/dev/random是一個(gè)特殊的設(shè)備文件，可以用作隨機(jī)數(shù)發(fā)生器或偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。它允許程序訪問(wèn)來(lái)自設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序或其它來(lái)源的背景噪聲。常用作隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。具體參考：linux shell實(shí)現(xiàn)隨機(jī)數(shù)多種方法（date,random,uuid)

/dev/fd

記錄用戶打開(kāi)的文件描述符

[chengmo@centos5 shell]$ ls /dev/fd/
0 1 2 3

詳細(xì)參考：

linux shell數(shù)據(jù)重定向（輸入重定向與輸出重定向）詳細(xì)分析 文件描述符介紹。

/dev/tcp[udp]/host/port

讀取該類形式設(shè)備，將會(huì)創(chuàng)建一個(gè)連接host主機(jī)port端口的tcp[upd]連接。打開(kāi)一個(gè)socket通訊接口。

詳細(xì)使用可以參考：

linux shell 腳本實(shí)現(xiàn)tcp/upd協(xié)議通訊（重定向應(yīng)用）

/dev/loop

在類UNIX操作系統(tǒng)中，Loop設(shè)備 可以把loop 文件，作為塊設(shè)備掛載使用。

如：

[chengmo@centos5 shell]$mount -o loop example.img /home/chengmo/img

#將img鏡像文件掛載到/home/chengmo/img目錄下面，有了這個(gè)設(shè)備，我們不需要通過(guò)虛擬光驅(qū)就可以讀虛擬磁盤(pán)格式的文件。

說(shuō)了很多l(xiāng)inux 特殊設(shè)備，其它象cpu,內(nèi)存，磁盤(pán)，網(wǎng)絡(luò)，鍵盤(pán)，終端設(shè)備。跟我們windows里面常見(jiàn)差不多。有什么問(wèn)題，歡迎交流！

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