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本文转自:
https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-udev/index.html
概述:
Linux 用户常常会很难鉴别同一类型的设备名,比如 eth0, eth2, sda, sdb 等等。通过观察这些设备的内核设备名称,用户通常能知道这些是什么类型的设备,但是不知道哪一个设备是他们想要的。例如,在一个充斥着本地磁盘和光纤磁盘的设备名清单 (
/dev/sd*
) 中,用户无法找到一个序列号为“35000c50000a7ef67”的磁盘。在这种情况下,udev 就能动态地在
/dev
目录里产生自己想要的、标识性强的设备文件或者设备链接,以此帮助用户方便快捷地找到所需的设备文件。
udev 是 Linux2.6 内核里的一个功能,它替代了原来的 devfs,成为当前 Linux 默认的设备管理工具。udev 以守护进程的形式运行,通过侦听内核发出来的 uevent 来管理
/dev
目录下的设备文件。不像之前的设备管理工具,udev 在用户空间 (user space) 运行,而不在内核空间 (kernel space) 运行。
我们都知道,所有的设备在 Linux 里都是以设备文件的形式存在。在早期的 Linux 版本中,
/dev
目录包含了所有可能出现的设备的设备文件。很难想象
Linux 用户如何在这些大量的设备文件中找到匹配条件的设备文件。现在 udev 只为那些连接到 Linux 操作系统的设备产生设备文件。并且
udev 能通过定义一个 udev 规则 (rule)
来产生匹配设备属性的设备文件,这些设备属性可以是内核设备名称、总线路径、厂商名称、型号、序列号或者磁盘大小等等。
/dev
下的设备文件,所以 udev 只为已经连接的设备产生设备文件,而不会在
/dev
下产生大量虚无的设备文件。/dev/sda、/dev/hda、/dev/fd
等等。由于 udev 是在用户空间 (user space) 运行,Linux 用户可以通过自定义的规则文件,灵活地产生标识性强的设备文件名,比如
/dev/boot_disk、/dev/root_disk、/dev/color_printer
等等。下面的流程图显示 udev 添加 / 删除设备文件的过程。
图 1. udev 工作流程图:
/dev/
下,可被应用程序用来和设备驱动交互的文件。而不会特别地区分设备文件、设备节点或者设备特殊文件。(/sys)
。它把设备和驱动的信息从内核的设备模块导出到用户空间 (userspace)。从该文件系统中,Linux 用户可以获取很多设备的属性。(/sys)
下的相对路径,该路径包含了该设备的属性文件。udev 里的多数命令都是针对
devpath操作的。例如:
sda的
devpath是
/block/sda
,sda2 的
devpath是
/block/sda/sda2
。下面会以 RHEL4.8 和 RHEL5.3 为平台,分别描述 udev 的配置和使用:
从 Fedora3 和 Red Hat Enterprise4 开始,udev 就是默认的设备管理工具,无需另外下载安装。
清单 1. 检查 udev 在 RHEL4.8 里的版本和运行情况
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清单 2. 检查 udev 在 RHEL5.3 里的版本和运行情况
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如果 Linux 用户想更新 udev 包,可以从 http://www.kernel.org/pub/linux/utils/kernel/hotplug/下载并安装。
清单 3. RHEL 4 . 8下 udev 的配置文件
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Linux 用户可以通过该文件设置以下参数:
/dev/
。建议不要修改该参数,因为很多应用程序默认会从该目录调用设备文件。/dev/.udev.tdb
。/etc/udev/rules.d/
。/etc/udev/permissions.d/
。0600/root/root
。清单 4. RHEL5.3 下 udev 的配置文件
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udev_log: syslog记录日志的级别,默认值是 err。如果改为 info 或者 debug 的话,会有冗长的 udev 日志被记录下来。
实际上在 RHEL5.3 里,除了配置文件里列出的参数 udev_log外,Linux 用户还可以修改参数 udev_root和 udev_rules( 请参考上面的“RHEL4.8 的 udev 配置文件”),只不过这 2 个参数是不建议修改的,所以没显示在 udev.conf 里。
可见该版本的 udev.conf 改动不小: syslog默认会记录 udev 的日志,Linux 用户只能修改日志的级别 (err、info、degub 等 );设备的权限不能在 udev.conf 里设定,而是要在规则文件 (*.rules) 里设定。
在 RHEL4.8 的 udev,设备的权限是通过权限文件来设置。
清单 5. RHEL4.8 下 udev 的权限文件
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RHEL4.8
里 udev 的权限文件会为所有常用的设备设定权限和 ownership,如果有设备没有被权限文件设置权限,udev 就按照
udev.conf 里的默认权限值为这些设备设置权限。由于篇幅的限制,上图只显示了 udev 权限文件的一部分,该部分设
置了
所有可能连接上的磁盘设备和磁带设备的权限和 ownership。
而在 RHEL5.3 的 udev,已经没有权限文件,所有的权限都是通过规则文件
(*.rules)
来设置,在下面的规则文件配置过程会介绍到。
规则文件是 udev 里最重要的部分,默认是存放在
/etc/udev/rules.d/
下。所有的规则文件必须以“
.rules
”为后缀名。RHEL 有默认的规则文件,这些默认规则文件不仅为设备产生内核设备名称,还会产生标识性强的符号链接。例如:
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但这些链接名较长,不易调用,所以通常需要自定义规则文件,以此产生易用且标识性强的设备文件或符号链接。
此外,一些应用程序也会在
/dev/
下产生一些方便调用的符号链接。例如规则 40-multipath.rules 为磁盘产生下面的符号链接:
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udev
按照规则文件名的字母顺序来查询全部规则文件,然后为匹配规则的设备管理其设备文件或文件链接。虽然 udev
不会因为一个设备匹配了一条规则而停止解析后面的规则文件,但是解析的顺序仍然很重要。通常情况下,建议让自己想要的规则文件最先被解析。比如,创建一个名为
/etc/udev/rules.d/10-myrule.rules
的文件,并把你的规则写入该文件,这样 udev 就会在解析系统默认的规则文件之前解析到你的文件。
RHEL5.3 的 udev 规则文件比 RHEL4.8 里的更完善。受篇幅的限制,同时也为了不让大家混淆,本文将不对 RHEL4.8 里的规则文件进行详解,下面关于规则文件的配置和实例都是在 RHEL5.3 上进行的。如果大家需要配置 RHEL4 的 udev 规则文件,可以先参照下面 RHEL5.3 的配置过程,然后查询 RHEL4 里的用户手册 (man udev) 后进行配置。
在规则文件里,除了以“#”开头的行(注释),所有的非空行都被视为一条规则,但是一条规则不能扩展到多行。规则都是由多个 键值对(key-value pairs)组成,并由逗号隔开,键值对可以分为 条件匹配键值对( 以下简称“匹配键 ”) 和 赋值键值对( 以下简称“赋值键 ”),一条规则可以有多条匹配键和多条赋值键。匹配键是匹配一个设备属性的所有条件,当一个设备的属性匹配了该规则里所有的匹配键,就认为这条规则生效,然后按照赋值键的内容,执行该规则的赋值。下面是一个简单的规则:
清单 6. 简单说明键值对的例子
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KERNEL 是匹配键,NAME 和 MODE 是赋值键。这条规则的意思是:如果有一个设备的内核设备名称为 sda,则该条件生效,执行后面的赋值:在
/dev
下产生一个名为
my_root_disk
的设备文件,并把设备文件的权限设为 0660。
通过这条简单的规则,大家应该对 udev 规则有直观的了解。但可能会产生疑惑,为什么 KERNEL 是匹配键,而 NAME 和 MODE 是赋值键呢?这由中间的操作符 (operator) 决定。
仅当操作符是“==”或者“!=”时,其为匹配键;若为其他操作符时,都是赋值键。
“ ==”:比较键、值,若等于,则该条件满足;
“ ! =”: 比较键、值,若不等于,则该条件满足;
“ =”: 对一个键赋值;
“ +=”:为一个表示多个条目的键赋值。
“ :=”:对一个键赋值,并拒绝之后所有对该键的改动。目的是防止后面的规则文件对该键赋值。
ACTION: 事件 (uevent) 的行为,例如:add( 添加设备 )、remove( 删除设备 )。
KE RNEL: 内核设备名称,例如:sda, cdrom。
DEVPATH:设备的 devpath 路径。
SUBSYSTEM: 设备的子系统名称,例如:sda 的子系统为 block。
BUS: 设备在 devpath 里的总线名称,例如:usb。
DRIVER: 设备在 devpath 里的设备驱动名称,例如:ide-cdrom。
ID: 设备在 devpath 里的识别号。
SYSFS{filename}: 设备的 devpath 路径下,设备的属性文件“filename”里的内容。
例如:SYSFS{model}==“ST936701SS”表示:如果设备的型号为 ST936701SS,则该设备匹配该 匹配键。
在一条规则中,可以设定最多五条 SYSFS 的 匹配键。
ENV{key}: 环境变量。在一条规则中,可以设定最多五条环境变量的 匹配键。
PROGRAM:调用外部命令。
RESULT: 外部命令 PROGRAM 的返回结果。例如:
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调用外部命令
/lib/udev/scsi_id
查询设备的 SCSI ID,如果返回结果为 35000c50000a7ef67,则该设备匹配该
匹配键。
NAME
:在
/dev
下产生的设备文件名。只有第一次对某个设备的 NAME 的赋值行为生效,之后匹配的规则再对该设备的 NAME 赋值行为将被忽略。如果没有任何规则对设备的 NAME 赋值,udev 将使用内核设备名称来产生设备文件。
SYMLINK:为
/dev/
下的设备文件产生符号链接。由于 udev 只能为某个设备产生一个设备文件,所以为了不覆盖系统默认的 udev 规则所产生的文件,推荐使用符号链接。
OWNER, GROUP, MODE :为设备设定权限。
ENV{key}:导入一个环境变量。
在键值对中的键和操作符都介绍完了,最后是值 (value)。Linux 用户可以随意地定制 udev 规则文件的值。例如:
my_root_disk, my_printer
。同时也可以引用下面的替换操作符:
$kernel, %k:设备的内核设备名称,例如:sda、cdrom。
$number, %n:设备的内核号码,例如:sda3 的内核号码是 3。
$devpath, %p :设备的 devpath路径。
$id, %b :设备在 devpath里的 ID 号。
$sysfs{file}, %s{file}
:设备的
sysfs里 file 的内容。其实就是设备的属性值。
例如:$sysfs{size} 表示该设备 ( 磁盘 ) 的大小。
$env{key}, %E{key} :一个环境变量的值。
$major, %M :设备的 major 号。
$minor %m :设备的 minor 号。
$result, %c :PROGRAM 返回的结果。
$ parent, %P:父设备的设备文件名。
$root, %r
:udev_root的值,默认是
/dev/
。
$tempnode, %N :临时设备名。
%% :符号 % 本身。
$$ :符号 $ 本身。
清单 7. 说明替换操作符的规则例子
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该规则的执行:如果有一个内核设备名称以 sd 开头,且 SCSI ID 为
35000c50000a7ef67
,则为设备文件产生一个符号链接“sda_35000c50000a7ef67”.
如何查找设备的信息 ( 属性 ) 来制定 udev 规则:
当我们为指定的设备设定规则时,首先需要知道该设备的属性,比如设备的序列号、磁盘大小、厂商 ID、设备路径等等。通常我们可以通过以下的方法获得:
前面介绍过,sysfs 里包含了很多设备和驱动的信息。
例如:设备 sda 的 SYSFS{size} 可以通过
cat /sys/block/sda/size
得到;SYSFS{model} 信息可以通过
cat /sys/block/sda/device/model
得到。
udevinfo 可以查询 udev 数据库里的设备信息。例如:用 udevinfo 查询设备 sda 的 model 和 size 信息:
清单 8. 通过 udevinfo 查询设备属性的例子
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清单 9. 通过 scsi_id 查询磁盘的 SCSI_ID 的例子
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udev 的简单规则:
清单 10. 产生网卡设备文件的规则
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该规则表示:如果存在设备的子系统为 net,并且地址 (MAC address) 为“AA:BB:CC:DD:EE:FF”,为该设备产生一个名为 public_NIC 的设备文件。
清单 11. 为指定大小的磁盘产生符号链接的规则
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该规则表示:如果存在设备的子系统为 block,并且大小为 71096640(block),则为该设备的设备文件名产生一个名为 my_disk 的符号链接。
清单 12. 通过外部命令为指定序列号的磁盘产生设备文件的规则
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该规则表示:如果存在设备的内核设备名称是以 sd 开头 ( 磁盘设备 ),以数字结尾 ( 磁盘分区
),并且通过外部命令查询该设备的 SCSI_ID 号为“35000c50000a7ef67”,则产生一个以 root_disk
开头,内核号码结尾的设备文件,并替换原来的设备文件(如果存在的话)。例如:产生设备名
/dev/root_disk2
,替换原来的设备名
/dev/sda2
。
运用这条规则,可以在
/etc/fstab
里保持系统分区名称的一致性,而不会受驱动加载顺序或者磁盘标签被破坏的影响,导致操作系统启动时找不到系统分区。
其他常用的 udev 命令:
udevtest
会针对一个设备,在不需要 uevent 触发的情况下模拟一次
udev
的运行,并输出查询规则文件的过程、所执行的行为、规则文件的执行结果。通常使用
udevtest
来调试规则文件。以下是一个针对设备 sda 的
udevtest
例子。由于
udevtest
是扫描所有的规则文件 ( 包括系统自带的规则文件 ),所以会产生冗长的输出。为了让读者清楚地了解
udevtest
,本例只在规则目录里保留一条规则:
清单 13. 为 udevtest 保留的规则
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清单 14. udevtest 的执行过程
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可以看出,
udevtest
对 sda 执行了外部命令
scsi_id
, 得到的 stdout 和规则文件里的 RESULT 匹配,所以该规则匹配。然后 ( 模拟 ) 产生设备文件
/dev/root_disk
和符号链接
/dev/symlink_root_disk
,并为其设定权限。
start
_
dev
命令重启
udev
守护进程,并对所有的设备重新查询规则目录下所有的规则文件,然后执行所匹配的规则里的行为。通常使用该命令让新的规则文件立即生效:
清单 15. start_udev 的执行过程
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start
_udev
一般
没有标准输出,所有的 udev 相关信息都按照配置文件 (
udev.conf)
的参数设置,由
syslog记录。
udev 是高效的设备管理工具,其最大的优势是动态管理设备和自定义设备的命名规则,因此替代 devfs 成为 Linux 默认的设备管理工具。通过阅读本文,Linux 用户能够了解到 udev 的工作原理和流程,灵活地运用 udev 规则文件,从而方便地管理 Linux 设备文件。
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