33. Работа с внешними устройствами: файлы-дырки, драйверы

Кое-какие идеи динамического именования устройств присутствуют и в статической схеме. Так, файлы /dev/mouse или /dev/cdrom на самом деле представляют собой символьные ссылки на соответствующие файлы-дырки. Если тип мыши или лазерного привода изменится, достаточно изменить эти ссылки и перезапустить соответствующие службы.

Файл-дырка не имеет размера: сколько в него ни записывай, в файл на диске ничего не попадет. Вместо этого ядро передает все записанное драйверу, отвечающему за файл-дырку, а тот по-своему обрабатывает эти данные. Точно так же работает и чтение из файла-дырки: все запрашиваемые данные в нее подсовывает драйвер. Большинство драйверов - дисковые, звуковые, последовательных и параллельных портов и т.п. - обращаются за данными к какому-нибудь внешнему устройству или передают их ему. Но есть и такие, которые сами все "выдумывают": это и /dev/null, черная дыра, в которую что угодно можно записать, и все пропадет безвозвратно, и /dev/zero, из которого можно считать сколько угодно нулей (на запись оно ведет себя как /dev/null ), и /dev/urandom, из которого можно считать сколько угодно относительно случайных байтов.

Изучив выдачу команды ls -lL (ключ " -L " заставляет ls выводить информацию не о символьной ссылке, а о файле, на который она указывает), Мефодий обнаружил, что та вместо размера файла-дырки (который равен нулю) выводит два числа. Первое из этих чисел называется старшим номером устройства (major device number), оно, упрощенно говоря, соответствует драйверу, отвечающему за устройство. Второе называется младшим номером устройства (minor device number), оно соответствует способу работы с устройством, а для дисковых носителей - разделу. В частности, из примера видно, что устройствами /dev/zero и /dev/urandom занимается один и тот же драйвер со старшим номером 1. При этом часть устройств (по преимуществу - дисковые) имеет тип " b ", а другая часть - " c " (этот тип имеют, например, терминалы). Тип указан в атрибутах файла первым символом. Это блочные ( b lock) устройства, обмен данными с которыми возможен только порциями (блоками) определенного размера, и символьные ( c haracter) устройства, запись и чтение с которых происходит побайтно. Блочные устройства, вдобавок, могут поддерживать команды прямого доступа вида "прочитать блок номер такой-то " или "записать данные на диск, начиная с такого-то блока".

Драйвер может быть где угодно, на любом уровне системы: от модуля ядра до куска пользовательской программы и даже её конфигурационного файла. Типичные варианты:

Драйвер — модуль ядра, подсказывающий шине, как правильно обращаться с устройством. Это, как правило, относится к PCI-устройствам и стандартным USB-устройствам. Подключается к ядру командой modprobe имя_модуля (или insmod). Распознанные и классифицированные устройства (те, для которых есть драйвер-модуль ядра) отображаются в виде подкаталогов /sys/class/класс_устройства/.

Драйвер видеокарты — модуль графической подсистемы X11 (X.Org). Подгружается при старте графической оболочки, достаточно лишь указать его в настройках X.Org (с помощью конфигуратора или вручную, в файле /etc/X11/xorg.conf). Часто требуется и специальный модуль ядра (возможно, несколько), организующий доступ к видеопамяти.

Драйверы принтера и модема — описание характеристик для, соответственно, подсистемы печати и программы-«звонилки». Что с ними делать дальше, расскажет документация.

Драйвер — прикладная программа или дополнение (plug-in) к ней (например, драйвер сканера — дополнение утилиты sane, а с некоторыми цифровыми проигрывателями звука «iRiver» можно взаимодействовать с помощью утилиты ifp из пакета ifp-line). Здесь главное — название программы, а драйвер, скорее всего, уже включён в дистрибутив.

В последнем случае нет никакой зримой информации о том, что устройством действительно можно пользоваться — до тех пор, пока не запущена соответствующая прикладная программа с соответствующими настройками (особенно это касается «глупых» шин наподобие последовательного порта). И в любом случае самостоятельная установка «драйвера» должна сопровождаться вдумчивым чтением документации к нему.