udev库

• 1 udev简介

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  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。

  2 udev的优势

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  2.1 动态管理

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  当设备添加/ 删除时，udev的守护进程侦听来自内核的uevent，以此添加或者删除/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。

  2.2 自定义命名规则

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  通过Linux 默认的规则文件，udev在/dev/ 里为所有的设备定义了内核设备名称，比如/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。

  2.3 设定设备的权限和所有者/ 组

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  udev可以按一定的条件来设置设备文件的权限和设备文件所有者/ 组。在不同的udev 版本中，实现的方法不同。

  2.4 下面的流程图显示udev 添加/ 删除设备文件的过程。

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  ps：

  1.设备文件：由于本文以较通俗的方式讲解udev，所以设备文件是泛指在/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。

  2.sysfs：sysfs是Linux 2.6 内核里的一个虚拟文件系统(/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。

  3.devpath：本文的devpath是指一个设备在sysfs文件系统(/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。

  4.内核设备名称：设备在sysfs里的名称，是udev 默认使用的设备文件名。

  3 配置和使用udev（CentOS6.5）

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  3.1 检查udev在CentOS6.5中的版本和运行情况

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

  udev-147-2.51.el6.i686

  libudev-147-2.51.el6.i686

  libgudev1-147-2.51.el6.i686

  system-config-printer-udev-1.1.16-23.el6.i686

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

  root 500 1 0 09:28 ? 00:00:00 /sbin/udevd -d

  root 3658 500 0 09:28 ? 00:00:00 /sbin/udevd -d

  root 3869 500 0 09:28 ? 00:00:00 /sbin/udevd -d

  3.2 udev的配置文件

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  [root@rango~]# cat /etc/udev/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: "udevadm control--log-priority=<value>".

  udev_log="err"

  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CentOS 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，只不过这2 个参数是不建议修改的，所以没显示在udev.conf 里。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。

  3.3 通过udev设定设备文件的权限

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  在CentOS 6.5 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。

  3.4 udev的规则和规则文件

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  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。CentOS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：

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

  0E29-04AB 624d6d56-8613-4a27-ad6a-50eab26868a9

  0F15181B0F15181B 9017-7DE0

  1C58125758122FCE f139256a-b396-48e5-ba9c-6c13f4f8923b

  281892191891E5DA

  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。

  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。

  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-valuepairs）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：

  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。

  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。

  udev规则的所有操作符

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  “==”：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。

  udev规则的匹配键

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  ACTION：事件 (uevent)的行为，例如：add(添加设备)、remove(删除设备)。

  KERNEL：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：

   PROGRAM=="/lib/udev/scsi_id -g -s $devpath", RESULT=="35000c50000a7ef67"

  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。

  udev 的重要赋值键

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  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。

  udev 的值和可调用的替换操作符：

  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。

   KERNEL=="sd*", PROGRAM="/lib/udev/scsi_id -g -s %p",  RESULT=="35000c50000a7ef67", SYMLINK="%k_%c"

  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”.

  4 制定udev 规则和查询设备信息的实例

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  4.1 查找设备的信息（属性）来制定udev规则

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  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：

  查询sysfs文件系统：

  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。

  udevadm info命令：（Centos5.3为udevinfo命令）

  udevadm info 可以查询udev 数据库里的设备信息。例如：用udevadm info 查询设备sda 的model 和size 信息：

  [root@rango ~]# udevadm info -a -p /sys/block/sda | egrep"model|size"

  ATTR{size}=="976773168"

  ATTRS{model}=="ST500DM002-1BD14

  4.2 udev的简单规则

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  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。

  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。

  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。

  4.3 其他常用的udev命令

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  udevadm test（udevadm的子命令）：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。

  Simulate a udev event run for the given device, and print debugoutput

  start_udev: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：

  [root@rango ~]# start_udev

  Starting udev: [ OK ]

  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。

  ——RangoChen