Linuxio系统

基本结构

CPU 并不直接和设备打交道，它们中间有一个叫作设备控制器

所有设备都在 /dev/ 文件夹下面创建一个特殊的设备文件。这个设备特殊文件也有 inode，但是它不关联到硬盘或任何其他存储介质上的数据，而是建立了与某个设备驱动程序的连接。

对于设备文件，ls 出来的内容如果是字符设备文件，则以 c 开头，如果是块设备文件，则以 b 开头。

设备驱动程序属于操作系统的一部分。操作系统的内核代码可以像调用本地代码一样调用驱动程序的代码。

可以通过

 lsmod <device>.ko

来加载驱动

/sys/devices 是内核对系统中所有设备的分层次的表示；
/sys/dev 目录下一个 char 文件夹，一个 block 文件夹，分别维护一个按字符设备和块设备的主次号码 (major:minor) 链接到真实的设备 (/sys/devices 下) 的符号链接文件；
/sys/block 是系统中当前所有的块设备；
/sys/module 有系统中所有模块的信息。

字符设备工作原理

ioctl IO设备除了读写以外，提供对特殊的 I/O 操作的支持。fd 是这个设备的文件描述，cmd 是传给这个设备的命令，arg 是命令的参数。其中，对于命令和命令的参数，使用 ioctl 系统调用的用户和驱动程序的开发人员约定好行为即可。其实 cmd 看起来是一个 int。

引荐中断

中断是从外部设备发起的，会形成外部中断。

外部中断会到达中断控制器，中断控制器会发送中断向量 Interrupt Vector 给 CPU。

对于每一个 CPU，都要求有一个 idt_table，里面存放了不同的中断向量的处理函数。中断向量表中已经填好了前 32 位，外加一位 32 位系统调用，其他的都是用于设备中断。

硬件中断的处理函数是 do_IRQ 进行统一处理，在这里会让中断向量，通过 vector_irq 映射为 irq_desc。

irq_desc 是一个用于描述用户注册的中断处理函数的结构，为了能够根据中断向量得到 irq_desc 结构，会把这些结构放在一个基数树里面，方便查找。irq_desc 里面有一个成员是 irqaction，指向设备驱动程序里面注册的中断处理函数。

# 查看cpu中断
cat /proc/interrupts

块设备的 I/O 操作分为两种