linux设备管理汇总
Linux系统设备管理
打印机的配置主要是对打印守护进程的配置，必须给打印守护进程提供必要的信息，如设备 名称、打印机名称等，这些信息都存放在/etc/printcap文件中。
要挂载并口打印机，可输入 $ mount /dev/lp1/mnt 如果是USB口的打印机，则输入 $ mount /dev/usb/lp1/mnt 如果要关闭打印机，则输入 $ umount /mnt
1.5 U盘管理
在Liunx下U盘被作为SCSI设备，挂载U盘前首先确认U盘设备名，在终端 输入 # dmesg|more
假设用户的U盘设备名为“sda1”，那么先建立挂载点/mnt/usb，然后 输入 # mount -t vfat /dev/sda1/mnt/usb 挂载即可.
或者通过在fstab中加入如下代码：
当一次挂载／卸载多个介质时，“-a”选项就显得很有用，例如 # umount -a -t vfat
将卸载系统中所有Windows FAT文件系统的介质。
通 常 Linux 系 统 不 支 持 NTFS 格 式 的 文 件 系 统 ， 如 果 用 户 的 windows分区有NTFS格式的，要使Liunx支持 NTFS格式，用户可以 通过编译内核实现，但最简单的方式是通过安装支持NTFS的rpm包 实现。
/dev/hda1 /dev/hda5
Windows FAT32 Windows Ext'd （LBA）
/dev/hda5 Windows FAT32
/dev/hda6 Linux
要查询某设备上有哪些分区，可以以“root”身份输入如下命令： # fdisk -l
比如，要看看系统中第一块IDE硬盘的情况，可用 # cfdisk -P s /dev/hda
Linux设备管理
字符缓存区数据结构
首字符位置
字符缓冲区
末字符位置
指向下 一字符 缓冲区
（2）空闲字符缓冲区的分配和回收
在一进程用字符设备进行I/O操作时，文件系统为该 字符设备分配一个空闲缓冲区。
分配时要检测空闲缓冲区队列，当队列非空时，从队 首取下一个空闲缓冲区分配该字符设备，送入该字符 设备的字符缓冲区队列，并把指向该缓冲区的指针返 回给调用进程；当队列为空时，表明已经没有缓冲区 可分配，则请求I/O操作的进程被阻塞。
（2）磁盘驱动程序
驱动程序控制设备具体实现进程的高级I/O请求包括打开、关闭、 读、写等。
①打开。硬盘在使用之前必须进行打开操作，其目的是在使用硬 盘之前进行必要的初始化——设置硬盘的工作参数。硬盘的工作 参数存放在主存中操作系统数据结构硬盘控制块中，它是驱动程 序对硬盘进行控制的依据。硬盘工作参数存放在硬盘的引导区中， 因此要将引导区内容读到硬盘控制块中。
殊文件。
二、Linux设备驱动程序的接口
1、文件系统与设备驱动程序的接口
Linux系统中，用户程序通过文件操作方式如打 开、关闭、读写等来使用设备，由文件系统转 入设备驱动程序。
在Linux中系统提供块设备开关表和字符设备开 关表作为核心与设备驱动程序之间的接口。
每一种设备类型在表中占用一个表目，包含若 干数据项，其中有一项为该类设备驱动程序入 口地址，在系统调用时引导核心转向适当的驱 动程序接口。
缓冲首部
设备号dev 块号blkno 状态flag
设备缓冲区队列前向指针b-forw
设备缓冲区队列后向指针b-back 空闲缓冲区队列前向指针Av-forw 空闲缓冲区队列后向指针Av-back
忙标志位BUSY：缓冲区当前是否忙 有效位AVE：缓冲区包含的数据是否有效 延迟写位DELWR：是否延迟写 写标志位WRITE：是否正在把缓冲区的内容写到磁盘上 读表示位READ：是否从磁盘往缓冲读取信息 等待位WAIT：是否有一个进程正在等待该缓冲区
linux系统 设备管理常见命令
1.显示硬盘分区命令fdisk -l
• 在命令窗口中输入： root@localhost root]#fdisk –l • 命令窗口显示如下：
• 其中，/dev/sda表示虚拟的硬盘。 • 该硬盘有几个分区？
2.硬盘分区命令fdisk /dev/sda
• 注意：硬盘分区会破坏原有的数据，并且 不能恢复，因此分区前，要确认硬盘上数 据不再使用 • 在命令窗口中输入： root@localhost root]#fdisk /dev/sda 输入如下命令及相应的操作如下：
注意
• 建立文件系统和硬盘分区一样，都会破坏 原有的数据，并且不能恢复 • 因此建立文件系统前，要确认硬盘分区上 数据不再使用
6.4.3装载使用
• 建立文件系统后，就可以通过mount命令 装载使用了,步骤如下： 1.建立装载目录/mnt/mydisk 2.装载文件系统 3.进入装载目录，进行读、写操作 4.使用结束，卸载文件系统
6.4.1硬盘分区
• Linux使用多种存储介质比如硬盘、光盘、U盘等 来保存永久性数据。 • 硬盘通常用来保存大容量的永久性数据，比如用 来安装linux操作系统。和windows系统一样，使 用硬盘先要进行分区。 • 硬盘分区信息通常保存在硬盘的第一个扇区（即 第1面第0磁道第1扇区），即主引导记录 （MBR）。 • 计算机启动时，BIOS会从MBR中读入分区信息， 找到活动分区，从而运行、启动已经安装好的操 作系统。
• 输入如下命令及相应的操作如下：
• • • • • •
m——显示所有命令 p——显示硬盘分区情况 n——新建分区 d——删除硬盘分区 w——保存分区结果，退出分区操作 q——不保存分区结果，退出分区操作
1）m——显示所有命令
Linux命令行中的硬件信息查看和驱动管理
Linux命令行中的硬件信息查看和驱动管理在Linux命令行中，我们可以通过一些命令来查看硬件信息和管理驱动，这对于系统维护和故障排除非常重要。
本文将介绍几个常用的命令及其用法，帮助您快速获取硬件信息和管理驱动。
1. 查看硬件信息1.1 lshw命令lshw（或者lswhw）是一个用于查看硬件信息的命令，可以列出系统中所有硬件的详细信息，包括处理器、内存、硬盘、网卡等。
使用示例：```$ sudo lshw```运行以上命令后，您将看到完整的硬件信息列表，可以通过滚动查看或者使用管道和grep命令过滤感兴趣的部分。
1.2 lspci命令lspci命令用于列出系统中所有PCI设备的信息，包括显卡、网卡、声卡等。
使用示例：```$ lspci```该命令会输出PCI设备的详细信息，可以通过管道和grep进行过滤。
1.3 lsusb命令lsusb命令用于列出系统中所有USB设备的信息。
使用示例：```$ lsusb```该命令会输出USB设备的详细信息，可以通过管道和grep进行过滤。
2. 管理驱动2.1 modprobe命令modprobe命令用于加载和卸载Linux内核模块，包括驱动程序。
使用示例：```$ sudo modprobe <module_name> // 加载模块$ sudo modprobe -r <module_name> // 卸载模块```其中，`<module_name>`为要加载或卸载的模块名称。
2.2 lsmod命令lsmod命令用于列出当前已加载的内核模块。
使用示例：```$ lsmod```该命令会输出已加载模块的列表，包括模块名称、使用次数等信息。
2.3 rmmod命令rmmod命令用于卸载已加载的内核模块。
使用示例：```$ sudo rmmod <module_name>```其中，`<module_name>`为要卸载的模块名称。
设备管理
若major=0,由系统自动分配一个主设备号给驱动程序 由系统自动分配一个主设备号给驱动程序 即为主设备号， 若major!=0，major即为主设备号，但主设备号不能与系统中其它主 ， 即为主设备号 设备号冲突。 设备号冲突。 使用注册函数可以变更设备名或驱动程序
chrdevs[major].name = name; chrdevs[major].fops = fops; return 0;
7
设备管理
Linux的设备文件一般置于 的设备文件一般置于/dev目录下 目录下 的设备文件一般置于 设备文件名由两个部分组成，第一部分2~3个字符，表示设备的种 设备文件名由两个部分组成，第一部分 个字符， 个字符 类；第二部分通常是字母或数字，区分同种设备中的单个设备 第二部分通常是字母或数字，
35
设备注销： 设备注销： 当设备需要撤销时，可以使用注销函数从设备注册表中删除。 当设备需要撤销时，可以使用注销函数从设备注册表中删除。
int unregister_chrdev(unsigned int major, const char * name)
36
if (!chrdevs[major].fops || strcmp(chrdevs[major].name, name)) { return -EINVAL; } chrdevs[major].name = NULL; chrdevs[major].fops = NULL;
21
引例
fd = open("/dev/v4l/video0",O_WRONLY) read(fd,buf,number);
问题： 问题： /dev/v4l/video0 ？？
read 从哪读？ 从哪读？
Linux服务器设备硬件管理与监控
Linux服务器设备硬件管理与监控Linux服务器作为一种广泛应用于企业和个人的操作系统，其稳定性和可靠性备受肯定。
在服务器的运行过程中，硬件设备的管理和监控是至关重要的，本文将探讨Linux服务器硬件管理与监控的相关知识。
一、硬件设备管理1. 设备驱动程序的安装与更新在Linux服务器中，硬件设备与操作系统的交互通过设备驱动程序完成。
为了确保设备的正常运行，我们需要安装和更新驱动程序。
通常情况下，操作系统会提供一些通用的驱动程序，但是为了获得更好的性能和兼容性，我们还可以从设备厂商或开发者官网下载并安装最新的驱动程序。
2. 硬件设备的识别和配置当我们插入新的硬件设备时，Linux服务器能够自动识别并配置设备。
通过命令行工具如`lspci`和`lsusb`，我们可以查看当前连接的设备信息，并根据需要进行进一步的配置和调整。
3. 硬件设备的扩展和替换在一些特殊情况下，我们可能需要对Linux服务器的硬件设备进行扩展或替换。
例如，添加新的硬盘扩大存储容量，更换磁盘阵列以提升数据安全性等。
在此过程中，我们需要注意兼容性和配置的调整，以确保新设备能够顺利工作。
二、硬件设备监控1. 硬件状态的监测Linux服务器提供了一些工具用于监测硬件设备的状态，如CPU温度、内存使用情况、硬盘健康状态等。
通过命令行工具如`lm_sensors`、`htop`和`smartctl`，我们可以实时监控硬件设备的状态，及时发现问题并采取相应措施。
2. 警报和日志管理为了更好地管理和监控服务器硬件设备，我们可以设置警报和日志记录。
通过配置邮件告警系统，当硬件设备发生异常时，管理员可以及时收到通知。
同时，通过日志记录硬件设备的历史状态和事件，我们可以进行故障分析和预测，为服务器的维护提供参考。
3. 远程监控和管理对于那些分布在不同地区或者不易访问的Linux服务器，远程监控和管理是非常重要的。
通过远程连接工具如SSH，管理员可以实时查看和管理服务器硬件设备，无需亲自到达服务器所在地。
linux操作系统5linux的设备管理与文件系统
⑵SPOOLing系统的组成
主要由3部分组成 :
●输入井和输出井
●输入缓冲区和输出缓冲区
输入
●输入进程SPi和输出进程SPo 设备
输出 设备
内存 输入进程SP1 输入进程SPn
输入缓冲区
输出缓冲区
磁盘 输入井
输出井
⑶SPOOLing技术的实例
4、磁盘存储器管理
磁盘存储器不仅容量大，存取速度快，而且可以实现随机存取， 是当前存放大量程序和数据的理想设备，故在现代计算机系统中，都 配置了磁盘存储器，并以它为主来存放文件。
5.6 小结
Linux系统对计算机的所有的外部设备进行统一的分配 和控制，对设备驱动、设备分配和共享等操作等进行统一 的管理。
Linux设备管理主要是从Linux设备的原理、设备的控 制方式和虚拟设备等方面来展开的；无论是哪个类型的设 备，Linux都把它统一当作文件来处理，只要安装了驱动 程序，任何用户都可以像使用文件一样来使用这些设备， 而不必知道它们的具体存在形式。Linux把外部设备当作 文件来处理，并根据数据交换的特性将外部设备分为三 类：字符设备、块设备和网络设备。
主要功能 ●提供和进程管理系统的接口 ●进行设备分配 ●实现设备和设备、设备和CPU等之间的并行操作 ●进行缓冲管理 ●设备控制与驱动
3、设备控制器
为实现设备控制器的功能，大多数设备控制器都由以下三部分组成。
● 设备控制器与处理机的接口
CPU与控制器接口
●设备控制器与设备的接口
●I/O逻辑
数据线
数据寄存器
了脱机输入/输出技术。该技术是利用专门的外围控制机，将低速I/0 设备上的数据传送到高速磁盘上，或者相反。此时的外围操作与CPU 对数据的处理可以同时进行，我们把这种在联机情况下实现的同时外 围操作称为SPOOLing(Simultaneaus Periphemal Operating OnLine)，或称为假脱机操作。
Linux存储在线管理FC磁盘设备管理uuid-wwid
所有位置 > Support Community > 中文支持论坛 > 综合讨论区 > 文档Cookie & Privacy PolicyFIND A COMMUNITY EXPLORE EVENTS 创建Login / Register 帮助 搜索上面这三种SCSI磁盘路径都不是永久不变，当服务器新增或者删除新的PCI设备时候，路径就会发生变化，有时候即使是服务器重启也可能导致路径变成发生变化。
为了保证应用程序使用的磁盘路径能够永久不变，有以下几种方法:1. WWID根据SCSI标准，每个SCSI磁盘都有一个WWID。
类似于网卡的MAC地址，要求是独一无二。
通过WWID标示SCSI磁盘就可以保证磁盘路径永久不变，Li nux系统上/dev/disk/by-id目录包含每个SCSI磁盘WWID访问路径。
实例：scsi-3600508b400105e210000900000490000 -> ../../sda提示：Linux自带的device-mapper-multipath工具就是通过WWID来探测SCSI磁盘路径，可以将同一设备多条路径合并，并在/dev/mapper/下面创建新的设备路径。
通过multipath –l可以看到WWID与磁盘路径、Host:Channel:Target:Lun与/dev/sd以及major:minor对应关系。
2. UUIDUUID是有文件系统在创建时候生成的，用来标记文件系统，类似WWID一样也是独一无二的。
因此使用UUID来标示SCSI磁盘，也能保证路径是永久不变的。
Linux上/dev/disk/by-uuid可以看到每个已经创建文件系统的磁盘设备以及与/dev/sd之间的映射关键。
注意：Linux自带的md和LVM工具也会在SCSI磁盘上面写入UUID信息。
3. UDEVUDEV是Linux提供的一种让用户对设备进行自定义命名的机制。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
P9
IO设备的物理特性
►I/O设备物理特征
输入输出设备的物理特征 输入输出设备都是以字符为I/O传输的基本单位
每传送一个字符就发生一次I/O中断
存储型设备的物理特征 I/O传输必须以完整的块为基本单位
设备每传送完一块发生一次中断
linux操作系统
华软软件学院电子系
华软软件学院电子系
P19
linux操作系统
通道结构
中央处理机 内存
字节多路通道
选择通道
数组多路通道
卡片 输入机 卡片 输入机
linux操作系统
打印机
磁盘
磁带 华软软件学院电子系
P20
设备分配
系统设备表SDT：每个系统设备占一表目 设备控制表UCB：每个设备一张 控制器控制表CUCB：每个控制器一张 通道控制表CCB：每个通道一张 ►按一定算法进行设备分配，包括设备、设 备控制器及通道 ►确保
P10
磁盘的物理特性
扇区
硬 盘
柱面
磁臂
linux操作系统
磁头 华软软件学院电子系
P11
►时钟
n 时钟也是一种外部设备，时钟既不是字符设备，也不是块 设备 n 可编程时钟有如下操作模式： u 单触发模式 u 方波模式
►终端
n 存储映像终端：包括显示器和输入键盘，该类终端直接和 主机相连 n RS-232终端：通过一次传输一位的串行口与计算机通信 n X终端：连接在以太网中和主机进行通信
linux操作系统 华软软件学院电子系
P12
外设与主机的I/O控制方式
►循环I/O测试方式
n 用户程序直接控制I/O操作，测试指令测试一台 设备的忙/闲标志，决定主存与外设之间是否要传 输，直到该标志为“闲”时，才能继续执行下面 的I/O操作指令
►程序中断I/O方式
n 用户进程通过CPU发出指令启动外设，仅当I/O 操作正常或异常结束时，I/O控制器向CPU发出 中断信号，CPU进行中断处理。
linux操作系统
华软软件学院电子系
P18
处理过程
1) 当进程要求设备输入数据时，CPU执行Start指令 指明I/O操作、通道程序地址、设备号和对应的通 道。 2) 对应通道接收到CPU发来的启动指令之后开始工 作，把存放在内存中的通道指令程序读出并执行， 并设置对应设备的I/O控制其中的控制状态寄存器， 是设备开始工作。 3) 设备准备好数据，由通道把数据送往通道指令指 定的内存区域。 4) 若数据传送结束，通道通过中断请求线发中断信 号请求CPU做中断处理。
教学内容
►设备管理
n I/O设备的硬件结构 n 外设与主机的I/O控制方式
n 通道技术 n 设备的分配与释放 n 设备驱动 n 缓冲技术 n 虚拟设备来自n I/O系统的软件组织
linux操作系统 华软软件学院电子系
P1
教学要求
►了解设备的分类及通道、缓冲技术 ►理解设备的分配与释放及虚拟设备 ►掌握外设与主机信息交换的IO控制方式
P16
控制器
►屏蔽访问设备的具体的时序； ►CPU操作控制器，提供命令和数据给控制器 ，由控制器操纵IO设备 ►现有的大多数控制器由以下三部分组成：
n 控制器与CPU接口：用于实现控制器与CPU之间 的通信，该接口有三类信号线分别为数据线、地 址线、控制线 n 设备控制器与设备接口：一个控制器可以连接一 台或多台设备，相应有一个或多个接口，每个接 口连接一台设备 n I/O逻辑：用于对I/O进行控制
等待进程队列 …
控制器控制表CUCB 控制器标识 控制忙／闲标记 CCB指针 控制器等待队列首 控制器等待队列尾 … linux操作系统
…
华软软件学院电子系
P22
UCB数据结构
► Struct devtab { ► int dvid; //设备标识 ► int dvadd; //设备地址 ► int *dvec; //中断向量 ► int *dvbuf; //缓冲区指针 ► int *dvque; //等待队列 ► int (*dvinit)(); //初始化 ► int (*dvopen)(); //打开 int (*dvclose)(); //设备关闭 int (*dvread) (); //设备读 int (*dvwrite) (); //设备写 int (*dvseek) (); //设备查询 int (*dvcntl) (); //设备控制 int (*dvgetc) (); //取字符 int (*dvputc) (); //送字符 }dct[ ];
linux操作系统 华软软件学院电子系
P24
设备分配方式
►静态分配：在进程分创建时分配，在 进程退出时释放；
u优缺点：不会出现死锁；
u
设备利用率不高；
►动态分配：在进程执行过程中根据需 要分配，使用结束后释放；
u优缺点：需要考虑死锁问题 u
linux操作系统
有利于提高设备利用率
华软软件学院电子系
P25
linux操作系统 华软软件学院电子系
P14
外设与主机的I/O控制方式
►通道方式
n 通道是一个独立于CPU的专管输入输出控制的处 理机，它控制设备与内存直接进行数据交换。 n 通道有自己的通道指令，由通道指令构成通道程 序。由CPU启动通道工作，通道通过执行通道程 序控制数据传输，并在操作结束时向CPU发中断 信号，由CPU进行传输结束中断处理通道。
linux操作系统 华软软件学院电子系
P17
通道类型
► 选择通道(selector channel)：可以连接多个外设，而一 次只能访问其中一个外设，执行一道通道程序（单道工作 方式）。以块为单位传送数据，速度快，适合高速外部设 备。如：磁盘，磁带。 ► 字节多路(byte multiplexor channel)通道 ：以字节为单 位传送数据，多个外设分时轮流使用通道（分时系统工作 方式）。适合连接低速字符设备。 ► 数组多路(block multiplexor channel)通道：以块为单位 传送数据,可以并发访问多个外设，分时执行多道通道程 序。适合连接中高速外部设备。如：磁盘，磁带。
华软软件学院电子系
P28
linux操作系统
缓冲类别
用户进程 操作系统
输入 (a) I/O设备
用户进程 (b)
用户进程
操作系统
输入 I/O设备
操作系统 输入 I/O设备
(c)
(a)单缓冲 ;(b)双缓冲; (c)循环缓冲
linux操作系统 华软软件学院电子系
P29
虚拟设备
虚拟设备的思想是，独占型设备与内存进程之间加入共享型设备 作为过渡
linux操作系统 华软软件学院电子系
P27
缓冲类别
►单缓冲(single buffer)：设一个缓冲区，CPU和 外设轮流使用， 一方处理完之后接着等待对方处 理。 ►双缓冲(double buffer)：设两个缓冲区，CPU和 外设都可以连续处理而无需等待对方。要求CPU 和外设的速度相近。 ►多缓冲(multiply buffer)：多个缓冲区，CPU和 外设的处理速度可以相差较大。如用于输入或输 出的环形缓冲区。（一般是专用） ►缓冲池(buffer pool)：由多个缓冲区构成，既 可用于输入也可用于输出，多个进程共享，可用 于多种设备。（通用，利用率高）
输入ls –l /dev查看设备列表，以c或b开头的是什么设备？
linux操作系统
华软软件学院电子系
P8
设备的分类
按资源分配的角度分类
► 独占设备：指在一段时间内只允许一个用户（进程）访问的 设备，大多数低速的I/O设备，如用户终端、打印机等属于这 类设备。因为独占设备属于临界资源，所以多个并发进程必 须互斥地进行访问。 ► 共享设备：指在一段时间内允许多个进程同时访问的设备。 显然，共享设备必须是可寻址的和可随机访问的设备。典型 的共享设备是磁盘。共享设备不仅可以获得良好的设备利用 率，而且是实现文件系统和数据库系统的物质基础。 ► 虚拟设备：指通过虚拟技术将一台独占设备变换为若干台供 多个用户（进程）共享的逻辑设备。一般可以利用假脱机技 术（SPOOLing技术）实现虚拟设备。
linux操作系统
华软软件学院电子系
P2
操作系统整体结构
linux操作系统
华软软件学院电子系
P3
linux操作系统
华软软件学院电子系
P4
linux操作系统
华软软件学院电子系
P5
设备管理
►设备管理概述
n 设备管理是计算机中实现对外部设备进行管理、 数据传输控制的模块（除CPU和内存） n 是系统资源管理中最复杂、最多样化的部分 n 设备管理实现并行操作，以实现其高利用率 u 与CPU并行 u 与其他设备并行 n 设备管理基于硬件提供的通道、设备物理性能， 实现多任务、多进程共享外部设备 n 大部分外部设备属于临界资源，具备互斥特性
linux操作系统
华软软件学院电子系
P15
CPU与IO设备的连接
SCSI总线 监控器 处理机 缓存 图形控制器 存储控制器 内存
磁 盘 磁 盘
SCSI控制器
PCI总线 IDE磁盘控制器
磁 盘 磁 盘
扩展总线内部接口 扩展总线 串口
键盘
并口
linux操作系统
图5.1 典型的PC总线结构
华软软件学院电子系
n “有” ——用户能得到设备使用权。 n “安全”——用户使用设备是安全的。
linux操作系统 华软软件学院电子系
P21
设备分配的数据结构
SDT 表目1 … 表目i … UCB 设备控制表 设备类型 设备标识 获得设备的进程 UCB指针 … 设备类型 设备标识 设备忙／闲标记 CUCB指针 控制器等待队列首 控制器等待队列尾 … CCB 通道控制表 通道标识 通道忙／闲标记 通道等待队列首 … 通道等待队列尾