Python 如何通过主设备号和次设备号组装原始设备号

在识别和与硬件设备交互时，设备号在低级系统编程领域具有重要作用。连接到计算机系统的每个设备或外围设备都被赋予或分配了一对称为主设备号和次设备号的唯一数字。您必须理解如何通过这些组成部分组装原始设备号，在与设备驱动程序交互或低级设备操作时，这是至关重要的。在本文中，我们将踏上探索在Python中组装原始设备号的过程之旅。我们将深入了解主设备号和次设备号的复杂性，并掌握利用它们的力量的知识。所以，让我们开始并揭示组装原始设备号的细节。

理解主设备号和次设备号

在我们开始组装原始设备号之前，让我们尝试理解和遵循主设备号和次设备号的概念。在Linux内核和类Unix生态系统中，主设备号指示与设备相关联的设备类型或驱动程序，而次设备号则指的是该设备类型的特定实例或单位。

组装原始设备号

为了从主设备号和次设备号组装原始设备号，我们可以在Python中使用位运算。让我们从定义主设备号和次设备号开始：

示例

在下面给出的代码片段中，major_number和minor_number分别表示主设备号和次设备号。左移运算符'<<‘对主数字进行左移运算，将其扩大256倍。然后，’|’运算符在移位后的主数字和次数字之间执行位或运算，从而得到组装的原始设备号。

major_number = 8
minor_number = 3

接下来，我们可以使用以下公式计算原始设备号：

raw_device_number = (major_number << 8) | minor_number

提取主设备号与次设备号

相反地，如果我们有一个原始设备号，并且想要提取主设备号与次设备号，我们可以通过使用以下公式来实现：

示例

在这段代码中，假设我们有一个存储在raw_device_number变量中的原始设备号。右移操作符'<<‘对原始设备号进行右移操作，将其除以256并生成主设备号。位与操作符’&’在原始设备号和位掩码0xFF（二进制为11111111）之间执行按位与操作，生成次设备号。

raw_device_number = 2055  # Example raw device number
major_number = raw_device_number << 8
minor_number = raw_device_number & 0xFF

理解原始设备号

原始设备号在低级系统编程和设备驱动程序开发领域中常见和使用。这些数字为设备提供了唯一的标识号，并用于执行设备文件创建、设备节点管理和设备I / O等操作。

错误处理和验证：

在处理主设备号和次设备号时，必须确保错误条件得到适当处理。例如，验证主设备号和次设备号是否在允许范围内是至关重要的。此外，应进行错误处理，以应对组合的原始设备号超过允许的最大值的情况。

示例

这里定义了一个名为compose_raw_device_number()的函数，它以主设备号和次设备号作为输入。在函数内部，我们对主设备号进行了左移12位的操作，这相当于将其乘以4096。然后，将次设备号加到移位后的主设备号上，得到组合的原始设备号。最后，我们使用示例值调用该函数并打印结果。

def compose_raw_device_number(major_number, minor_number):
   raw_device_number = (major_number << 12) + minor_number
   return raw_device_number

major_number = 10
minor_number = 7

result = compose_raw_device_number(major_number, minor_number)
print(f"Composed Raw Device Number: {result}")

输出

Composed Raw Device Number: 40967

利用 struct 模块

示例

在这个示例中，我们在Python中调用并利用 struct 模块，将主要设备号和次要设备号打包成二进制表示，然后在以后的阶段，将其解包为无符号整数。在 compose_raw_device_number() 函数内部，我们使用 struct.pack() 函数将主要设备号和次要设备号分别打包为无符号字节和短整型，并为对齐提供一个虚拟值0。然后，我们使用格式’I’（表示无符号整数）的 struct.unpack() 函数获取组合的原始设备号。最后，函数被调用时使用样本值，并打印结果。

import struct

def compose_raw_device_number(major_number, minor_number):
   raw_device_number = struct.unpack('I', struct.pack('BBH', 0, major_number, 
minor_number))[0]
   return raw_device_number

major_number = 5
minor_number = 2


result = compose_raw_device_number(major_number, minor_number)
print(f"Composed Raw Device Number: {result}")

输出

Composed Raw Device Number: 132352

示例

在这个代码示例中，我们利用字符串格式化的功能来组合原始设备号。在compose_raw_device_number()函数内部，我们利用字符串插值法来给主设备号和次设备号添加前导零，并将它们连接成一个字符串。然后，这个字符串被转换为整数，使用int()函数，从而得到新组合的原始设备号。最后，函数被调用并打印结果。

def compose_raw_device_number(major_number, minor_number):
   raw_device_number = int(f"{major_number:02d}{minor_number:02d}")
   return raw_device_number
major_number = 9
minor_number = 6

result = compose_raw_device_number(major_number, minor_number)
print(f"Composed Raw Device Number: {result}")