Программирование для Linux. Профессиональный подход

Таблица 6.1. Распространенные блочные устройства

Устройство	Имя	Старший номер	Младший номер
Первый дисковод гибких дисков	/dev/fd0	2	0
Второй дисковод гибких дисков	/dev/fd1	2	1
Основной IDE-контроллер, главное устройство	/dev/hda	3	0
Основной IDE-контроллер, главное устройство, первый раздел	/dev/hda1	3	1
Основной IDE-контроллер, подчиненное устройство	/dev/hdb	3	64
Основной IDE-контроллер, подчиненное устройство, первый раздел	/dev/hdb1	3	65
Дополнительный IDE-контроллер, главное устройство	/dev/hdc	22	0
Дополнительный IDE-контроллер, подчиненное устройство	/dev/hdd	22	64
Первый SCSI-диск	/dev/sda	8	0
Первый SCSI-диск, первый раздел	/dev/sda1	8	1
Второй SCSI диск	/dev/sdb	8	16
Второй SCSI-диск, первый раздел	/dev/sdb1	8	17
Первый SCSI-дисковод CD-ROM	/dev/scd0	11	0
Второй SCSI-дисковод CD-ROM	/dev/scd1	11	1

В табл. 6.2 перечислены распространенные символьные устройства.

Таблица 6.2. Распространенные символьные устройства

Устройство	Имя	Старший номер	Младший номер
Параллельный порт 0	/dev/lp0 или /dev/par0	6	0
Параллельный порт 1	/dev/lp1 или /dev/par1	6	1
Первый последовательный порт	/dev/ttyS0	4	64
Второй последовательный порт	/dev/ttyS1	4	65
IDE-накопитель на магнитной ленте	/dev/ht0	37	0
Первый SCSI-накопитель на магнитной ленте	/dev/st0	9	0
Второй SCSI-накопитель на магнитной ленте	/dev/st1	9	1
Системная консоль	/dev/console	5	1
Первый виртуальный терминал	/dev/tty1	4	1
Второй виртуальный терминал	/dev/tty2	4	2
Текущее терминальное устройство процесса	/dev/tty	5	0
Звуковая плата	/dev/audio	14	4

К некоторым аппаратным компонентам можно получить доступ сразу через несколько символьных устройств. Чаще всего этим устройствам соответствует разная семантика доступа. Например, если в системе есть ленточное IDE-устройство /dev/ht0, то Linux автоматически перематывает ленту в дисководе, когда программа закрывает дескриптор файла устройства. С помощью ссылки /dev/nht0 можно обратиться к тому же ленточному накопителю, но режим автоматической перемотки в нем будет отключен. Иногда в системе есть ссылки наподобие /dev/cua0. Это старые интерфейсы последовательных портов, таких как /dev/ttyS0.

Иногда требуется записывать данные непосредственно в символьные устройства. Рассмотрим примеры.

■ Терминальная программа напрямую обращается к модему через устройство последовательного порта. Данные, записываемые в устройство, передаются по модему на удаленный компьютер.

■ Программа резервного копирования записывает данные непосредственно на ленту. Такая программа может реализовывать свои собственные алгоритмы сжатия и проверки ошибок.

■ Программа обращается к первому виртуальному терминалу, [19] записывая данные в устройство /dev/tty1.

19

В большинстве Linux-систем можно переключиться на первый виртуальный терминал, нажав <Ctrl+Alt+F1>. Чтобы перейти на второй виртуальный терминал, следует нажать <Ctrl+Alt+F2> и т.д.

Терминальным окнам, работающим в графической среде, и окнам сеансов удаленной регистрации назначаются не виртуальные терминалы, а псевдотерминалы (о них говорится в разделе 6.6, "Псевдотерминалы")

■ Иногда программе требуется получить доступ к терминальному устройству, с которым она связана.

Например, программа может попросить пользователя ввести пароль. Из соображений безопасности требуется проигнорировать перенаправление стандартных потоков ввода и вывода и прочитать пароль с терминала независимо от того, как пользователь вызвал программу. Для этого можно открыть файл /dev/tty, всегда соответствующий текущему терминальному устройству процесса. Запишите в данный файл строку приглашения, а затем прочитайте пароль. Это не позволит пользователю передать программе пароль из файла с помощью следующего синтаксиса:

% secure_program < my-password.txt

■ Программа воспроизводит аудиофайл через звуковую плату, посылая аудиоданные в устройство /dev/audio. Эти данные должны быть представлены в формате Sun (такие файлы обычно имеют расширение .au).

Например, во многие дистрибутивы Linux входит файл /usr/share/sndconfig/sample.au. Попробуйте воспроизвести его с помощью такой команды:

% cat /usr/share/sndconfig/sample.au > /dev/audio

Те, кто хотят включить звук в свои программы, должны использовать специальные сервисы и библиотеки функций работы со звуком, имеющиеся в Linux. В графической среде Gnome есть демон EsounD (доступен по адресу http://www.tux.org/~riclude/EsounD.html), в KDE — программа aRts (http://space.twc.de/~stefan/kde/arts-mcop-doc/). Благодаря этим средствам приложения, обращающиеся к звуковой плате, лучше взаимодействуют друг с другом.

6.5. Специальные устройства

В Linux есть также ряд специальных символьных устройств, которым не соответствуют никакие аппаратные компоненты. Старший номер всех таких устройств равен 1. Это означает, что обращение к устройству переадресуется ядру Linux.

6.5.1. /dev/null

Устройство /dev/null служит двум целям.

■ Linux удаляет любые данные, направляемые в устройство /dev/null. В тех случаях, когда выводные данные программы не нужны, в качестве выходного файла назначают устройство /dev/null, например:

% verbose_command > /dev/null

■ При чтении из устройства /dev/null всегда возвращается признак конца строки. Если открыть файл /dev/null с помощью функции open и попытаться прочесть данные из него с помощью функции read, функция вернет 0 байтов. При копировании файла /dev/null в другое место будет создан пустой файл нулевой длины:

% cp /dev/null empty-file
% ls -l empty-file
– rw-rw---- 1 samuel samuel 0 Mar 8 00:27 empty-file

6.5.2. /dev/zero

Устройство /dev/zero ведет себя так, как если бы оно было файлом бесконечной длины, заполненным одними нулями. Сколько бы данных ни запрашивалось из этого файла, ОС Linux "сгенерирует" достаточное количество кулевых байтов.

Чтобы проверить это, запустите программу hexdump, представленную в листинге Б.4 приложения Б, "Низкоуровневый ввод-вывод". Программа отображает содержимое файла /dev/zero в шестнадцатеричном виде:

% ./hexdump /dev/zero
0x000000 : 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0x000010 : 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0x000020 : 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0x000030 : 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
...

Чтобы прервать работу программы, нажмите <Ctrl+C>.

Файл /dev/zero используется в функциях выделения памяти, которые отображают этот файл в памяти, чтобы инициализировать выделяемые сегменты нулями. Об этом рассказывается в разделах 5,3.5, "Другие применения функции mmap", и 8.9. "Функция mprotect: задание прав доступа к памяти".

6.5.3. /dev/full

Устройство /dev/full ведет себя так, как если бы оно было файлом в файловой системе, где не осталось свободного места. Операция записи в этот файл завершается ошибкой, и в переменную errno помещается код ENOSPC, обычно свидетельствующий о том, что устройство записи переполнено.

Вот что получится, если попытаться осуществить запись в устройство /dev/full с помощью команды cp:

% cp /etc/fstab /dev/full