キャラクタデバイス

Claude Code.icon

データをバイトストリーム（1バイトずつの連続した流れ）として扱うデバイス

基本的な特徴

シーケンシャルアクセス: 基本的に先頭から順に読み書きする（seekできないものが多い）

バッファなし: カーネルのブロックバッファキャッシュを通らない

即時性: 書いたらすぐデバイスに届く、読んだらすぐ返ってくる

代表的なキャラクタデバイス

端末（キーボード入力・画面出力）

システムコンソール

マウス入力

プリンタ

USBデバイス

カーネル内部の仕組み

code:c

struct file_operations {

ssize_t (*read)(struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);

ssize_t (*write)(struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);

int (*open)(struct inode *, struct file *);

int (*release)(struct inode *, struct file *);

long (*unlocked_ioctl)(struct file *, unsigned int, unsigned long);

// ...

};

code:_

ユーザー空間: read(fd, buf, count)

↓ システムコール

カーネルVFS: fdからfile_operationsを引く

↓

デバイスドライバ: .read() が呼ばれる

↓

ハードウェア（or 擬似デバイスのロジック）

読み書き以外の制御

code:c

// 端末のウィンドウサイズ取得

struct winsize ws;

ioctl(fd, TIOCGWINSZ, &ws);

// シリアルポートのボーレート設定

struct termios tio;

ioctl(fd, TCGETS, &tio);

「バッファなし」の意味

ブロックデバイスとの決定的な違い:

code:_

ブロックデバイス: ユーザー → ページキャッシュ → I/Oスケジューラ → デバイス

キャラクタデバイス: ユーザー → デバイスドライバ → デバイス

カーネルのページキャッシュやI/Oスケジューラを経由しない。だからリアルタイム性が求められるデバイス（端末、シリアルポート、オーディオ等）に向いている。

seekできるキャラクタデバイス