Linux常见设备

linux上设备的分类? 

         设备分两种，字符设备和块设备。

• 块设备（Block Device）：以固定大小数据块访问的设备（如磁盘、SSD），通常挂载后使用。

• 字符设备（Character Device）：按字符流访问的设备（如键盘、串口），无需挂载。

怎么查看系统的所有设备？

通过 /dev 目录查看

• /dev 是Linux系统中设备文件的默认目录，包含所有已识别的块设备和字符设备。

• 运行以下命令列出所有设备：

  bash

• ls -l /dev

• 若要区分类型：

  • 块设备（如磁盘、分区）显示为 b，例如：

    bash

  • ls -l /dev/sd* /dev/nvme* # 查看常见的块设备（SCSI/SATA/NVMe磁盘）

• 字符设备（如终端、串口）显示为 c，例如：

  bash

    ls -l /dev/tty* /dev/input/*  # 查看终端和输入设备

怎么查看系统挂载了那些设备?  

1. 使用 mount 命令

最直接的方式是运行 mount 命令，它会列出所有当前挂载的文件系统（包括磁盘、分区、虚拟文件系统等）：

bash

mount

或格式化输出：

bash

mount -l

输出示例：

/dev/sda2 on / type ext4 (rw,relatime)
/dev/sdb1 on /mnt/data type xfs (rw,noatime)
tmpfs on /run type tmpfs (rw,nosuid,nodev)

2. 查看 /proc/mounts 文件

Linux内核会将挂载信息实时记录到 /proc/mounts 中：

bash

cat /proc/mounts

此文件内容与 mount 命令类似，但格式更机器友好（每行包含设备、挂载点、文件系统类型、挂载选项等）。

3. 使用 df 命令（查看磁盘使用情况附带挂载点）

df 命令主要用于显示磁盘空间使用情况，但也会列出挂载点：

bash

df -hT

参数说明：

• -h：人类可读的容量单位（如 GB/MB）。

• -T：显示文件系统类型。
  输出示例：

Filesystem     Type      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2      ext4       50G   20G   28G  42% /
/dev/sdb1      xfs       100G   30G   70G  30% /mnt/data

4. 使用 findmnt 命令（推荐）

findmnt 是 util-linux 包提供的工具，能以树形结构清晰展示挂载关系：

bash

findmnt

或指定设备名：

bash

findmnt /dev/sda1

输出示例：

TARGET    SOURCE         FSTYPE OPTIONS
/         /dev/sda2     ext4   rw,relatime
├─/boot   /dev/sda1     vfat   rw,fmask=0022
└─/mnt    /dev/sdb1     xfs    rw,noatime

5. 查看 /etc/fstab 和 /etc/mtab

• /etc/fstab：系统启动时自动挂载的静态配置（不一定是当前已挂载的）：

  bash

• cat /etc/fstab

• /etc/mtab：当前已挂载的文件系统（动态更新，内容与 mount 命令一致）：

  bash

• cat /etc/mtab

6. 过滤特定类型的挂载设备

• 只显示物理设备（排除虚拟文件系统）：

  bash

• mount | grep '^/dev'

• 只显示 tmpfs 或 nfs 等特定类型：

  bash

mount -t tmpfs,nfs

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怎么查看系统加载了那些设备驱动？

通过 /proc/devices 查看已加载的设备驱动

• 该文件列出了内核已识别的块设备和字符设备（按设备号分类）：

  bash

cat /proc/devices

输出示例：

Character devices:1 mem4 /dev/vc/0
Block devices:8 sd

怎么卸载设备？

在 Linux 中卸载（卸载）设备通常指 卸载（umount）已挂载的文件系统 或 安全移除硬件设备（如 USB、磁盘）。

1. 卸载文件系统（umount）

(1) 基本卸载命令

bash

sudo umount <挂载点或设备>

示例：

bash

sudo umount /mnt/usb      # 通过挂载点卸载
sudo umount /dev/sdb1     # 通过设备名卸载

(2) 如果卸载失败（target is busy）

设备可能被某个进程占用，解决方法：

① 查找占用进程并结束

bash

sudo lsof +f -- <挂载点或设备>   # 查看占用进程
sudo fuser -vm <挂载点或设备>    # 查看占用进程（更简洁）

结束进程：

bash

sudo kill -9 <PID>                # 强制结束单个进程
sudo fuser -km <挂载点或设备>     # 结束所有相关进程

② 延迟卸载（Lazy Unmount）

强制卸载，等设备不再使用时自动卸载：

bash

sudo umount -l <挂载点或设备>

2. 安全移除硬件设备（如 USB、磁盘）

(1) 确保设备未被占用

bash

sudo sync   # 确保所有数据写入设备
sudo umount /dev/sdb1  # 卸载文件系统

(2) 使用 udisksctl（适用于桌面环境）

bash

udisksctl unmount -b /dev/sdb1      # 卸载
udisksctl power-off -b /dev/sdb     # 安全移除（物理断电）

(3) 使用 eject（适用于光驱/USB）

bash

sudo eject /dev/sdb     # 弹出设备

3. 卸载 LVM/加密设备

(1) 卸载 LVM 逻辑卷

bash

sudo umount /dev/mapper/vg0-lv0   # 先卸载文件系统
sudo vgchange -an vg0             # 停用卷组

(2) 卸载加密设备（LUKS）

bash

sudo umount /mnt/encrypted        # 卸载文件系统
sudo cryptsetup close encrypted   # 关闭加密设备

4. 卸载网络文件系统（NFS/CIFS）

bash

sudo umount -f /mnt/nfs   # 强制卸载（NFS）
sudo umount -t cifs /mnt/smb  # 卸载 SMB/CIFS

5. 卸载内核模块（驱动）

如果设备关联内核模块（如 USB 驱动）：

bash

lsmod | grep usb_storage   # 查看相关模块
sudo modprobe -r usb_storage  # 卸载模块（谨慎操作！）

常见问题

Q1: umount 报错 device is busy

• 使用 lsof 或 fuser 查找占用进程并结束。

• 仍无法解决？尝试 umount -l（延迟卸载）。

Q2: USB 设备无法安全移除

• 确保所有文件已关闭，终端未在挂载目录下。

• 使用 udisksctl power-off 或 eject。

Q3: 卸载后设备仍显示（如 /dev/sdb）

• 这是正常的，设备节点仍存在，但数据已同步。

总结

场景	命令
普通卸载	sudo umount /mnt/usb 或 sudo umount /dev/sdb1
强制结束占用进程	sudo fuser -km /mnt/usb 或 sudo lsof +f -- /mnt/usb
延迟卸载	sudo umount -l /mnt/usb
安全移除硬件	udisksctl power-off -b /dev/sdb 或 sudo eject /dev/sdb
卸载 LVM	sudo umount /dev/mapper/vg0-lv0 → sudo vgchange -an vg0
卸载加密设备	sudo umount /mnt/encrypted → sudo cryptsetup close encrypted

注意：卸载前确保数据已同步（sync），避免数据丢失

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有哪些特殊的设备？

1. 设备分类

(1) 块设备（Block Device）

• 特点：

  • 按固定大小的数据块（如 512B、4KB）进行读写。

  • 支持随机访问（如磁盘、SSD）。

  • 通常用于存储设备，可以挂载文件系统。

• 典型设备：

  • /dev/sda（SATA/SCSI 磁盘）

  • /dev/nvme0n1（NVMe SSD）

  • /dev/loop0（回环设备，用于挂载镜像文件）

  • /dev/md0（RAID 设备）

(2) 字符设备（Character Device）

• 特点：

  • 按字节流（stream）访问，不支持随机寻址。

  • 通常用于串行通信、终端、输入设备等。

• 典型设备：

  • /dev/tty（终端设备）

  • /dev/null（黑洞设备，丢弃所有写入数据）

  • /dev/zero（提供无限 \0 字节）

  • /dev/random 和 /dev/urandom（随机数生成器）

  • /dev/input/mice（鼠标输入）

2. 特殊设备

除了块设备和字符设备，Linux 还有一些特殊的设备：

(1) 网络设备（Network Device）

• 特点：

  • 不属于 /dev，而是由内核网络子系统管理。

  • 通过 ifconfig 或 ip addr 查看。

• 典型设备：

  • eth0（传统以太网卡）

  • wlan0（无线网卡）

  • lo（本地回环设备）

(2) 伪终端设备（PTY, Pseudo Terminal）

• 特点：

  • 模拟终端，用于 SSH、终端仿真器（如 xterm）。

• 典型设备：

  • /dev/pts/0（第一个伪终端）

  • /dev/tty1（第一个虚拟控制台）

(3) 虚拟设备（Virtual Device）

• 特点：

  • 不关联物理硬件，由内核或用户空间程序模拟。

• 典型设备：

  • /dev/null（丢弃所有写入，返回 EOF 读取）

  • /dev/zero（提供无限 \0 字节）

  • /dev/full（写入时返回 ENOSPC 错误，模拟满设备）

  • /dev/random 和 /dev/urandom（随机数生成）

(4) 设备映射器（Device Mapper）

• 特点：

  • 用于 LVM、磁盘加密（LUKS）、快照等高级存储功能。

• 典型设备：

  • /dev/mapper/lvm-root（LVM 逻辑卷）

  • /dev/dm-0（Device Mapper 设备）

(5) 内存设备（Memory Device）

• 特点：

  • 直接操作内存，不涉及磁盘 I/O。

• 典型设备：

  • /dev/mem（直接访问物理内存，危险！）

  • /dev/kmem（访问内核虚拟内存）

  • tmpfs（内存文件系统）

(6) 音频设备（Audio Device）

• 特点：

  • 用于声音输入/输出。

• 典型设备：

  • /dev/snd/*（ALSA 音频设备）

  • /dev/dsp（旧版 OSS 音频设备）

(7) 视频设备（Video Device）

• 特点：

  • 用于摄像头、帧缓冲（framebuffer）。

• 典型设备：

  • /dev/video0（第一个摄像头）

  • /dev/fb0（帧缓冲设备，用于图形显示）

(8) 串口设备（Serial Device）

• 特点：

  • 用于串行通信（如 UART、RS-232）。

• 典型设备：

  • /dev/ttyS0（第一个串口）

  • /dev/ttyUSB0（USB 转串口设备）

3. 如何查看设备类型？

(1) 使用 ls -l /dev 查看设备类型

bash

ls -l /dev/sda /dev/tty1 /dev/null

输出示例：

brw-rw---- 1 root disk 8, 0 May 10 10:00 /dev/sda   # b=块设备
crw-rw-rw- 1 root root 5, 2 May 10 10:00 /dev/pts/0 # c=字符设备

• b 开头 → 块设备

• c 开头 → 字符设备

(2) 使用 file 命令

bash

file /dev/sda

输出：

/dev/sda: block special (8/0)  # 块设备

(3) 使用 stat 命令

bash

stat /dev/null

输出：

Device: 5h/5d   Inode: 1       Links: 1 Device type: 1,3

• Device type 中的 1,3 表示主设备号 1，次设备号 3。

4. 特殊设备的作用

设备	类型	用途
/dev/null	字符设备	丢弃所有写入，读取返回 EOF
/dev/zero	字符设备	提供无限 \0 字节
/dev/random	字符设备	真随机数（可能阻塞）
/dev/urandom	字符设备	伪随机数（不阻塞）
/dev/full	字符设备	写入返回 ENOSPC（模拟磁盘满）
/dev/loop0	块设备	挂载镜像文件（如 ISO）
/dev/mem	字符设备	直接访问物理内存（危险！）
/dev/tty	字符设备	当前进程的控制终端

5. 总结

• 块设备：用于存储（磁盘、SSD、LVM）。

• 字符设备：用于流式 I/O（终端、随机数、音频）。

• 特殊设备：

  • /dev/null、/dev/zero、/dev/random 常用于脚本和编程。

  • 网络设备（eth0、wlan0）不由 /dev 管理。

  • 伪终端（/dev/pts/*）用于 SSH 和终端仿真。

  • 虚拟设备（/dev/loop、/dev/mapper）用于高级存储管理。

这些设备在 Linux 系统中扮演重要角色，理解它们的用途有助于系统管理和故障排查

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怎么查看设备被那个进程使用？

在 Linux 中，如果某个设备（如磁盘、USB、光驱等）正在被进程使用，可能会导致无法卸载（umount 失败）或出现 device is busy 错误。

1. 使用 lsof 命令（推荐）

lsof（List Open Files）可以列出所有打开的文件和设备的进程信息。
语法：

bash

sudo lsof /dev/<设备名>      # 查看特定设备
sudo lsof <挂载点>          # 查看挂载目录

示例：

bash

sudo lsof /dev/sdb1         # 查看谁在使用 /dev/sdb1
sudo lsof /mnt/usb          # 查看谁在访问 /mnt/usb

输出示例：

COMMAND  PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
bash    1234 root  cwd    DIR   8,17     4096    2 /mnt/usb
vim     5678 user    4u   REG   8,17     1024    3 /mnt/usb/file.txt

• COMMAND：进程名（如 bash、vim）。

• PID：进程 ID，可以用 kill -9 <PID> 结束进程。

• USER：运行该进程的用户。

• FD：文件描述符（cwd=当前工作目录，mem=内存映射文件等）。

2. 使用 fuser 命令

fuser 可以显示正在使用某个设备或挂载点的进程 PID。
语法：

bash

sudo fuser -v /dev/<设备名>    # 查看设备
sudo fuser -v <挂载点>        # 查看挂载目录
sudo fuser -vm /mnt/usb      # 显示详细信息

示例：

bash

sudo fuser -v /dev/sdb1
sudo fuser -vm /mnt/usb

输出示例：

                     USER        PID ACCESS COMMAND
/mnt/usb:            root     kernel mount /mnt/usbalice    1234 ..c.. bash

• ACCESS 列：

  • c：当前目录在该挂载点。

  • f：打开的文件在该挂载点。

  • m：内存映射文件（如 lib 库或 mmap 文件）。

结束占用进程

bash

sudo fuser -km /mnt/usb    # 强制结束所有占用 /mnt/usb 的进程

3. 使用 lsblk + lsof 结合

如果想查看所有挂载的设备及其占用情况：

bash

lsblk                     # 查看块设备
sudo lsof /dev/sdb1       # 查看特定设备的进程

4. 特殊情况：umount 失败时如何查找进程

如果 umount 报错 target is busy，可以：

bash

sudo umount -l /mnt/usb   # 延迟卸载（lazy unmount），等设备不再使用时自动卸载

或者：

bash

sudo lsof +f -- /mnt/usb  # 强制检查挂载点
sudo fuser -vm /mnt/usb   # 查看占用进程

5. 检查内核模块占用的设备

如果是内核模块（如 nfsd、mdadm）占用设备，可以：

bash

dmesg | grep <设备名>      # 查看内核日志
lsmod | grep nfs          # 查看是否 NFS 相关模块占用

总结

方法	命令	适用场景
lsof	sudo lsof /dev/sdb1	查看具体哪个进程打开了设备文件
fuser	sudo fuser -vm /mnt/usb	快速查看占用进程并结束
umount -l	sudo umount -l /mnt/usb	延迟卸载，避免 device is busy
lsblk + lsof	lsblk + lsof	结合查看块设备和进程

如果设备被占用，可以：

1. 结束进程：kill -9 <PID> 或 fuser -km。

2. 延迟卸载：umount -l。

3. 检查内核模块：dmesg 或 lsmod

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怎么查看设备的详细信息？

使用 udevadm 获取设备的属性和信息：

bash

udevadm info --query=all --name=/dev/sda  # 替换为你的设备名

loop设备

1. 什么是 loop 设备？

• loop 设备 允许将 普通文件（如 .iso、.snap） 当作 块设备（如 /dev/sda1） 挂载。

• 常用于：

  • 挂载 ISO 镜像（如安装系统）。

  • Snap 应用（Ubuntu 的沙盒化软件包）。

  • Docker 容器存储。

2. 为什么会有这么多 loop 设备？

你列出的 loop 设备大多与 Snap 应用 相关：

• /snap/core20、/snap/core22 → Ubuntu Core 系统基础组件。

• /snap/gnome-42-2204 → GNOME 桌面环境 Snap 版。

• /snap/lxd → LXD 容器管理工具。

• /snap/snapd → Snap 守护进程。

每次安装或更新 Snap 应用时，可能会生成新的 loop 设备。

3. 如何管理 loop 设备？

(1) 查看所有 loop 设备

bash

losetup -a  # 查看所有活跃的 loop 设备

或：

bash

lsblk | grep loop  # 列出所有 loop 设备及其挂载点

(2) 手动挂载/卸载 loop 设备

• 挂载 ISO 文件：

  bash

• sudo mount -o loop ubuntu.iso /mnt/iso

• 卸载 loop 设备：

  bash

• sudo umount /snap/core20/2496  # 先卸载挂载点
  sudo losetup -d /dev/loop2     # 再释放 loop 设备

(3) 清理未使用的 loop 设备

bash

sudo apt purge --autoremove snapd  # 卸载 Snap（谨慎操作，可能影响系统）

或手动清理：

bash

sudo losetup -D  # 强制释放所有未使用的 loop 设备

4. 如何减少 loop 设备数量？

方法 1：限制 Snap 自动挂载

bash

sudo systemctl disable snapd.service  # 禁用 Snap 服务（谨慎）
sudo systemctl stop snapd.service

方法 2：改用传统 .deb 包

bash

sudo apt install gnome-software --install-recommends  # 用 apt 替代 Snap

方法 3：调整 loop 设备上限

bash

echo "options loop max_loop=16" | sudo tee /etc/modprobe.d/loop.conf  # 限制最多 16 个
sudo update-initramfs -u  # 更新内核配置
sudo reboot  # 重启生效

5. 常见问题

Q1: loop 设备占用太多空间？

• Snap 应用会占用 /var/lib/snapd 空间，清理旧版本：

  bash

• sudo snap remove --purge <package>  # 删除特定 Snap
  sudo snap list --all | grep disabled | awk '{print $1}' | xargs -n1 sudo snap remove --purge  # 清理旧版本

Q2: 能安全删除 loop 设备吗？

• 不要直接删除 /dev/loopX，应该先卸载关联的 Snap：

  bash

• sudo snap remove gnome-42-2204  # 示例

Q3: 为什么 df -h 显示很多 loop？

• Snap 应用默认挂载为 squashfs（只读压缩文件系统），df 会显示它们。

6. 总结

操作	命令
查看 loop 设备	losetup -a / lsblk | grep loop
卸载 loop 设备	sudo umount /snap/xxx + sudo losetup -d /dev/loopX
清理 Snap 旧版本	sudo snap remove --purge <package>
禁用 Snap 服务	sudo systemctl disable --now snapd

如果你的系统 loop 设备过多，可以：

1. 卸载不用的 Snap 应用。

2. 改用 apt 安装软件（减少 Snap 依赖）。

3. 调整 max_loop 限制（避免无限增长）。

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