关于UDEV

想了解UDEV的概念,在网上查了一下,总结了一下转发出来

udev是Linux kernel 2.6 系列的设备管理器。它主要的功能是管理/dev目录底下的设备节点。它同时也是用来接替devfs及hotplug的功能,这意味着它要在添加/删除硬件 时处理/dev目录以及所有用户空间的行为,包括加载firmware时。

在传统的Linux系统中,/dev目录下的设备节点为一系列静态存在的文件,而udev则动态提供了在系统中实际存在的设备节点。虽然devfs提供了 类似功能,udev的支持者也给出了很多ude实现比devfs好的理由:udev支持设备的固定命名,而并不依赖于设备插入系统的顺序。默认的udev 设置提供了存储设备的固定命名。任何硬盘都根据其唯一的文件系统id、磁盘名称及硬件连接的物理位置来进行识别。udev完全在用户空间执行,而不是像 devfs在内核空间一样执行。结果就是udev将命名策略从内核中移走,并可以在节点创建前用任意程序在设备属性中为设备命名。

运行方式

udev是一个通用的内核设备管理器。它以守护进程的方式运行于Linux系统,并监听在新设备初始化或设备从系统中移除时内核(通过netlink socket)发出的uevent。
系统提供了一套规则用于匹配可发现的设备事件和属性的导出值。匹配规则可能命名并创建设备节点,并运行配置程序来对设备进行设置。udev规则可以匹配像 内核子系统、内核设备名称、设备的物理等属性,或设备序列号的属性。规则也可以请求外部程序提供信息来命名设备,或指定一个永远一样的自定义名称来命名设 备,而不管设备什么时候被系统发现。

系统架构
udev系统可以分为三个部分:
    * namedev函数库,处理设备的命名。
    * libsysfs函数库,进行设备信息的读取(080版本后废弃)
    * 守护进程udevd,处于用户空间,用于创建虚拟/dev
系统获取内核通过netlink socket发出的信息。早期的版本使用hotplug,并在/etc/hotplug.d/default添加一个链接到自身来达到目的。
另外找了一些关于udev的FAQ:
问:什么是udev?
答:udev是一种工具,它能够根据系统中的硬件设备的状态动态更新设备文件,包括设备文件的创建,删除等。设备文件通常放在/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,因为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是一个内核程序还是用户程序?
答:udev是一个用户程序(user-mode daemon)。

问:udev和devfs有什么差别?
答:udev能够实现所有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具有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。这个文件一般缺省有这样几项:
udev_root="/dev" ; udev产生的设备文件的根目录是/dev
udev_db="/dev/.udevdb" ; 通过udev产生的设备文件形成的数据库
udev_rules="/etc/udev/rules.d" ;用于指导udev工作的规则所在目录。
udev_log="err" ;当出现错误时,用syslog记录错误信息。

问:udev的工作过程是怎样的?
答:由于没有研究过udev的源程序,不敢贸然就说udev的工作过程。我只是通过一些网上的资料和udev的说明文档,大致猜测它的工作过程可能是这样的。
   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,一般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,它通过某种途径(到底什么途径,目前还没搞懂。)检测到新设备的出现,通过查找设备对应的sysfs中的记录得到设备的一些信息。
   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,如果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。同时不再读后续的规则文件。

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"#"开头的行代表注释行。其余的每一行代表一个规则。每个规则分成一个或多个“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。具体详细的描述可以阅读udev的man文档。

    下面举个例子来说明一下,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,系统对该硬件采取的动作是加入这个硬件,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层次施行的动作是调用外部程序/sbin/rename_netiface,传递的参数有两个,一个是“%k”,代 表内核对该新设备定义的名称。另一个是”eth0“。
    从上面这个例子中可以看出,udev的规则的写法比较灵活的,尤其在“匹配”部分中,可以通过诸如”*“, ”?“,[a-c],[1-9]等shell通配符来灵活匹配多个匹配项。具体的语法可以参考udev的man文档。

问:udev怎样做到不管设备连接的顺序而维持一个统一的设备名?
答:实际上,udev是通过对内核产生的设备名增加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。因此,内核依然 会我行我素地产生设备名如sda,sdb等。但是,udev可以根据设备的其他信息如总线(bus),生产商(vendor)等不同来区分不同的设备,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可以解决这个问题。在后续对设备的操作中,只要引用新的设备名就可以了。但为了保证最大限 度的兼容,一般来说,新设备名总是作为一个对内核自动产生的设备名的符号链接(link)来使用的。

    例如:内核产生了sda设备名,而根据信息,这个设备对应于是我的内置硬盘,那我就可以制定udev规则,让udev除了产生/dev/sda设备文件 外,另外创建一个符号链接叫/dev/internalHD。这样,我在fstab文件中,就可以用/dev/internalHD来代替原来的 /dev/sda了。下次,由于某些原因,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 个链接,并指向正确的/dev/sdb设备。所有其他的文件像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,网上资料不多,我只找到一篇文章来介绍如何写udev的规则。他的基本方法是通过udevinfo这个实用程序来找到那些可以作为规则文件里的匹配项的项目。有这样两种情况可以使用这个工具:
    第一种情况是,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。然后,你再用udevinfo -a -p /sys/block/sda,这个命令会显示一堆信息,信息分成很多块。这些信息实际来自于操作系统维护的sysfs链表,不同的块对应不同的路径。你 就可以用这些信息来作为udev规则文件中的匹配项。但需要注意的是,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。
    第二种情况是,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,如果对应的信息是这个设备的,那就恭喜你。否则就再换个目录。当然,在这种情况下,成功的可能性比较小。

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