使用 udev 高效、动态地管理 Linux 设备文件

发布时间:2020-08-11 22:30:24 作者:sqysl
来源:ITPUB博客 阅读:150

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 简介

什么是 udev?

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。

使用 udev 的好处:

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。

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:

使用 udev 高效、动态地管理 Linux 设备文件 使用 udev 高效、动态地管理 Linux 设备文件

相关术语:

如何配置和使用 udev

下面会以 RHEL4.8 和 RHEL5.3 为平台,分别描述 udev 的配置和使用:

下载和安装 udev

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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[root@HOST_RHEL4 dev]# rpm -qa |grep -i udev

udev-039-10.29.el4

[root@HOST_RHEL4 ~]# uname -r

2.6.9-89.ELsmp

[root@HOST_RHEL4 ~]# ps -ef |grep udev

root     21826     1  0 Dec09 ?        00:00:00 udevd

清单 2. 检查 udev 在 RHEL5.3 里的版本和运行情况

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[root@HOST_RHEL5 ~]# rpm -qa |grep -i udev

udev-095-14.19.el5

[root@HOST_RHEL5 sysconfig]# uname -r

2.6.18-128.el5

[root@HOST_RHEL5 sysconfig]# ps -ef|grep udev

root      5466     1  0 18:32 ?      00:00:00 /sbin/udevd -d

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。

udev 的配置文件 (/etc/udev/udev.conf)

清单 3. RHEL 4 . 8下 udev 的配置文件

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[root@HOST_RHEL4 dev]# cat /etc/udev/udev.conf

# udev.conf

# The main config file for udev

#

# This file can be used to override some of udev's default values

# for where it looks for files, and where it places device nodes.

#

# WARNING: changing any value, can cause serious system breakage!

#

# udev_root - where in the filesystem to place the device nodes

udev_root="/dev/"

# udev_db - The name and location of the udev database.

udev_db="/dev/.udev.tdb"

# udev_rules - The name and location of the udev rules file

udev_rules="/etc/udev/rules.d/"

# udev_permissions - The name and location of the udev permission file

udev_permissions="/etc/udev/permissions.d/"

# default_mode - set the default mode for all nodes that have no

#                explicit match in the permissions file

default_mode="0600"

# default_owner - set the default owner for all nodes that have no

#                 explicit match in the permissions file

default_owner="root"

# default_group - set the default group for all nodes that have no

#                 explicit match in the permissions file

default_group="root"

# udev_log - set to "yes" if you want logging, else "no"

udev_log="no"

Linux 用户可以通过该文件设置以下参数:

清单 4. RHEL5.3 下 udev 的配置文件

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[root@HOST_RHEL5 ~]# cat /etc/udev/udev.conf

# udev.conf

# The initial syslog(3) priority: "err", "info", "debug" or its

# numerical equivalent. For runtime debugging, the daemons internal

# state can be changed with: "udevcontrol log_priority=< value >".

udev_log="err"

udev_logsyslog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。

通过 udev 设定设备文件的权限

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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[root@HOST_RHEL4 ~]# cat /etc/udev/permissions.d/50-udev.permissions

……

  # disk devices

  hd*:root:disk:0660

  sd*:root:disk:0660

  dasd*:root:disk:0660

  ataraid*:root:disk:0660

  loop*:root:disk:0660

  md*:root:disk:0660

  ide/*/*/*/*/*:root:disk:0660

  discs/*/*:root:disk:0660

  loop/*:root:disk:0660

  md/*:root:disk:0660

  # tape devices

  ht*:root:disk:0660

  nht*:root:disk:0660

  pt[0-9]*:root:disk:0660

  npt*:root:disk:0660

  st*:root:disk:0660

  nst*:root:disk:0660

……

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。

udev 的规则和规则文件

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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[root@HOST_RHEL5 ~]# ls /dev/disk/by-uuid/

16afe28a-9da0-482d-93e8-1a9474e7245c

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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[root@ HOST_RHEL5 ~]# ls /dev/mpath/*

/dev/mpath/mpath0  /dev/mpath/mpath0p1  /dev/mpath/mpath0p2

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=="sda", NAME="my_root_disk", MODE="0660"

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。

制定 udev 规则和查询设备信息的实例:

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:

udev 的简单规则:

清单 10. 产生网卡设备文件的规则

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SUBSYSTEM=="net", SYSFS{address}=="AA:BB:CC:DD:EE:FF", NAME="public_NIC"

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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SUBSYSTEM=="block", SYSFS{size}=="71096640", SYMLINK ="my_disk"

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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KERNEL=="sd*[0-9]", PROGRAM=="/lib/udev/scsi_id -g -s %p", \

RESULT=="35000c50000a7ef67", NAME +="root_disk%n"

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:

小结:

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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linux udev 使用

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