ldd3驱动程序学习2---理解和认识udev

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由于自己从事存储行业，在工做中屡次碰到用户有这样的要求：个人linux系统中原来有一块SCSI硬盘，系统分配的设备文件是/dev/sda。如今新增长了一个外置的磁盘阵列，经过SCSI卡链接。但接上这个磁盘阵列后，/dev/sda变成了磁盘阵列的硬盘了，原来内置的SCSI硬盘变成了 /dev/sdb，我但愿将设备文件固定下来。
    过去，我老是对用户说，这个比较麻烦，由于/dev/sda等文件都是linux内核自动分配的。很难固定下来，除非你更改加载SCSI卡驱动程序的顺序，让内置硬盘链接的SCSI卡比外接磁盘阵列链接的SCSI卡的驱动模块先加载到内核，这样就能保证/dev/sda老是指向内置的硬盘。但这种解决方法毕竟不太完美，并且对于其余的即插即用设备，如USB设备等都不适用。
    近来，经过安装和升级linux-2.6内核，发现这个问题已经能够经过2.6内核新的sysfs文件系统和udev程序获得解决。下面就是我在学习了udev配置后的一点心得。我喜欢用FAQ的形式来讲明。

问：什么是udev?
答：udev是一种工具，它可以根据系统中的硬件设备的状态动态更新设备文件，包括设备文件的建立，删除等。设备文件一般放在/dev目录下。使用udev后，在/dev目录下就只包含系统中真正存在的设备。

问：udev支持什么内核？
答：udev只支持linux-2.6内核，由于udev严重依赖于sysfs文件系统提供的信息，而sysfs文件系统只在linux-2.6内核中才有。

问：udev是一个内核程序仍是用户程序？
答：udev是一个用户程序（user-mode daemon）。

问：udev和devfs有什么差异？
答：udev可以实现全部devfs实现的功能。但udev运行在用户模式中，而devfs运行在内核中。据称：devfs具备一些不太容易解决的先天缺陷。

问：udev的配置文件放在哪里？
答：udev是一个用户模式程序。它的配置文件是/etc/udev/udev.conf。这个文件通常缺省有这样几项：
 

udev_root="/dev" ; udev产生的设备文件的根目录是/dev
udev_db="/dev/.udevdb" ; 经过udev产生的设备文件造成的数据库
udev_rules="/etc/udev/rules.d" ;用于指导udev工做的规则所在目录。
udev_log="err" ;当出现错误时，用syslog记录错误信息。

 

问：udev的工做过程是怎样的？
答：因为没有研究过udev的源程序，不敢贸然就说udev的工做过程。我只是经过一些网上的资料和udev的说明文档，大体猜想它的工做过程多是这样的。
 

1. 当内核检测到在系统中出现了新设备后，内核会在sysfs文件系统中为该新设备生成一项新的记录，通常sysfs文件系统会被mount到 /sys目录中。新记录是以一个或多个文件或目录的方式来表示。每一个文件都包含有特定的信息。（信息是如何表述的，还要另外研究？）
2. udev在系统中是以守护进程的方式udevd在运行，它经过某种途径（到底什么途径，目前还没搞懂。）检测到新设备的出现，经过查找设备对应的sysfs中的记录获得设备的一些信息。
3. udev会根据/etc/udev/udev.conf文件中的udev_rules指定的目录，逐个检查该目录下的文件，这个目录下的文件都是针对某类或某个设备应该施行什么措施的规则文件。udev读取文件是按照文件名的ASCII字母顺序来读取的，若是udev一旦找到了与新加入的设备匹配的规则，udev就会根据规则定义的措施对新设备进行配置。同时再也不读后续的规则文件。

问：udev的规则文件的语法是怎样的？
答：udev的规则文件以行为单位，以"#"开头的行表明注释行。其他的每一行表明一个规则。每一个规则分红一个或多个“匹配”和“赋值”部分。“匹配”部分用“匹配“专用的关键字来表示，相应的“赋值”部分用“赋值”专用的关键字来表示。“匹配”关键字包括：ACTION，KERNEL，BUS， SYSFS等等，“赋值”关键字包括：NAME，SYMLINK，OWNER等等。具体详细的描述能够阅读udev的man文档。

    下面举个例子来讲明一下，有这样一条规则：
SUBSYSTEM=="net", ACTION=="add", SYSFS{address}=="00:0d:87:f6:59:f3", IMPORT="/sbin/rename_netiface %k eth0"
    这个规则中的“匹配”部分有三项，分别是SUBSYSTEM，ACTION和SYSFS。而"赋值"部分有一项，是IMPORT。这个规则就是说，当系统中出现的新硬件属于net子系统范畴，系统对该硬件采起的动做是加入这个硬件，且这个硬件在SYSFS文件系统中的“address”信息等于“00： 0d..."时，对这个硬件在udev层次施行的动做是调用外部程序/sbin/rename_netiface，传递的参数有两个，一个是“%k”，表明内核对该新设备定义的名称。另外一个是”eth0“。
    从上面这个例子中能够看出，udev的规则的写法比较灵活的，尤为在“匹配”部分中，能够经过诸如”*“, ”?“,[a-c],[1-9]等shell通配符来灵活匹配多个匹配项。具体的语法能够参考udev的man文档。

问：udev怎样作到无论设备链接的顺序而维持一个统一的设备名？
答：实际上，udev是经过对内核产生的设备名增长别名的方式来达到上述目的的。前面说过，udev是用户模式程序，不会更改内核的行为。所以，内核依然会我行我素地产生设备名如sda,sdb等。可是，udev能够根据设备的其余信息如总线（bus），生产商（vendor）等不一样来区分不一样的设备，并产生设备文件。udev只要为这个设备文件取一个固定的文件名就能够解决这个问题。在后续对设备的操做中，只要引用新的设备名就能够了。但为了保证最大限度的兼容，通常来讲，新设备名老是做为一个对内核自动产生的设备名的符号连接（link）来使用的。

    例如：内核产生了sda设备名，而根据信息，这个设备对应因而个人内置硬盘，那我就能够制定udev规则，让udev除了产生/dev/sda设备文件外，另外建立一个符号连接叫/dev/internalHD。这样，我在fstab文件中，就能够用/dev/internalHD来代替原来的 /dev/sda了。下次，因为某些缘由，这个硬盘在内核中变成了sdb设备名了，那也不用着急，udev还会自动产生/dev/internalHD这个连接，并指向正确的/dev/sdb设备。全部其余的文件像fstab等都不用修改。

问：怎样才能找到这些设备信息，并把他们放到udev的规则文件中来匹配呢？
答：这个问题比较难，网上资料很少，我只找到一篇文章来介绍如何写udev的规则。他的基本方法是经过udevinfo这个实用程序来找到那些能够做为规则文件里的匹配项的项目。有这样两种状况可使用这个工具：
    第一种状况是，当你把设备插入系统后，系统为设备产生了设备名（如/dev/sda）。那样的话，你先用udevinfo -q path -n /dev/sda，命令会产生一个该设备名对应的在sysfs下的路径，如/block/sda。而后，你再用udevinfo -a -p /sys/block/sda，这个命令会显示一堆信息，信息分红不少块。这些信息实际来自于操做系统维护的sysfs链表，不一样的块对应不一样的路径。你就能够用这些信息来做为udev规则文件中的匹配项。但须要注意的是，同一个规则只能使用同一块中显示的信息，不能跨块书写规则。
    第二种状况是，不知道系统产生的设备名，那就只有到/sys目录下去逐个目录查找了，反复用udevinfo -a -p /sys/path...这个命令看信息，若是对应的信息是这个设备的，那就恭喜你。不然就再换个目录。固然，在这种状况下，成功的可能性比较小。