ldd3驅動程序學習2---理解和認識udev

轉載，原帖地址：http://blog.chinaunix.net/u/6541/showart_396425.html

由於自己從事存儲行業，在工做中屢次碰到用戶有這樣的要求：個人linux系統中原來有一塊SCSI硬盤，系統分配的設備文件是/dev/sda。如今新增長了一個外置的磁盤陣列，經過SCSI卡鏈接。但接上這個磁盤陣列後，/dev/sda變成了磁盤陣列的硬盤了，原來內置的SCSI硬盤變成了 /dev/sdb，我但願將設備文件固定下來。
    過去，我老是對用戶說，這個比較麻煩，由於/dev/sda等文件都是linux內核自動分配的。很難固定下來，除非你更改加載SCSI卡驅動程序的順序，讓內置硬盤鏈接的SCSI卡比外接磁盤陣列鏈接的SCSI卡的驅動模塊先加載到內核，這樣就能保證/dev/sda老是指向內置的硬盤。但這種解決方法畢竟不太完美，並且對於其餘的即插即用設備，如USB設備等都不適用。
    近來，經過安裝和升級linux-2.6內核，發現這個問題已經能夠經過2.6內核新的sysfs文件系統和udev程序獲得解決。下面就是我在學習了udev配置後的一點心得。我喜歡用FAQ的形式來講明。

問：什麼是udev?
答：udev是一種工具，它可以根據系統中的硬件設備的狀態動態更新設備文件，包括設備文件的建立，刪除等。設備文件一般放在/dev目錄下。使用udev後，在/dev目錄下就只包含系統中真正存在的設備。

問：udev支持什麼內核？
答：udev只支持linux-2.6內核，由於udev嚴重依賴於sysfs文件系統提供的信息，而sysfs文件系統只在linux-2.6內核中才有。

問：udev是一個內核程序仍是用戶程序？
答：udev是一個用戶程序（user-mode daemon）。

問：udev和devfs有什麼差異？
答：udev可以實現全部devfs實現的功能。但udev運行在用戶模式中，而devfs運行在內核中。據稱：devfs具備一些不太容易解決的先天缺陷。

問：udev的配置文件放在哪裏？
答：udev是一個用戶模式程序。它的配置文件是/etc/udev/udev.conf。這個文件通常缺省有這樣幾項：
 

udev_root="/dev" ; udev產生的設備文件的根目錄是/dev
udev_db="/dev/.udevdb" ; 經過udev產生的設備文件造成的數據庫
udev_rules="/etc/udev/rules.d" ;用於指導udev工做的規則所在目錄。
udev_log="err" ;當出現錯誤時，用syslog記錄錯誤信息。

 

問：udev的工做過程是怎樣的？
答：因爲沒有研究過udev的源程序，不敢貿然就說udev的工做過程。我只是經過一些網上的資料和udev的說明文檔，大體猜想它的工做過程多是這樣的。
 

1. 當內核檢測到在系統中出現了新設備後，內核會在sysfs文件系統中爲該新設備生成一項新的記錄，通常sysfs文件系統會被mount到 /sys目錄中。新記錄是以一個或多個文件或目錄的方式來表示。每一個文件都包含有特定的信息。（信息是如何表述的，還要另外研究？）
2. udev在系統中是以守護進程的方式udevd在運行，它經過某種途徑（到底什麼途徑，目前還沒搞懂。）檢測到新設備的出現，經過查找設備對應的sysfs中的記錄獲得設備的一些信息。
3. udev會根據/etc/udev/udev.conf文件中的udev_rules指定的目錄，逐個檢查該目錄下的文件，這個目錄下的文件都是針對某類或某個設備應該施行什麼措施的規則文件。udev讀取文件是按照文件名的ASCII字母順序來讀取的，若是udev一旦找到了與新加入的設備匹配的規則，udev就會根據規則定義的措施對新設備進行配置。同時再也不讀後續的規則文件。

問：udev的規則文件的語法是怎樣的？
答：udev的規則文件以行爲單位，以"#"開頭的行表明註釋行。其他的每一行表明一個規則。每一個規則分紅一個或多個「匹配」和「賦值」部分。「匹配」部分用「匹配「專用的關鍵字來表示，相應的「賦值」部分用「賦值」專用的關鍵字來表示。「匹配」關鍵字包括：ACTION，KERNEL，BUS， SYSFS等等，「賦值」關鍵字包括：NAME，SYMLINK，OWNER等等。具體詳細的描述能夠閱讀udev的man文檔。

    下面舉個例子來講明一下，有這樣一條規則：
SUBSYSTEM=="net", ACTION=="add", SYSFS{address}=="00:0d:87:f6:59:f3", IMPORT="/sbin/rename_netiface %k eth0"
    這個規則中的「匹配」部分有三項，分別是SUBSYSTEM，ACTION和SYSFS。而"賦值"部分有一項，是IMPORT。這個規則就是說，當系統中出現的新硬件屬於net子系統範疇，系統對該硬件採起的動做是加入這個硬件，且這個硬件在SYSFS文件系統中的「address」信息等於「00： 0d..."時，對這個硬件在udev層次施行的動做是調用外部程序/sbin/rename_netiface，傳遞的參數有兩個，一個是「%k」，表明內核對該新設備定義的名稱。另外一個是」eth0「。
    從上面這個例子中能夠看出，udev的規則的寫法比較靈活的，尤爲在「匹配」部分中，能夠經過諸如」*「, 」?「,[a-c],[1-9]等shell通配符來靈活匹配多個匹配項。具體的語法能夠參考udev的man文檔。

問：udev怎樣作到無論設備鏈接的順序而維持一個統一的設備名？
答：實際上，udev是經過對內核產生的設備名增長別名的方式來達到上述目的的。前面說過，udev是用戶模式程序，不會更改內核的行爲。所以，內核依然會我行我素地產生設備名如sda,sdb等。可是，udev能夠根據設備的其餘信息如總線（bus），生產商（vendor）等不一樣來區分不一樣的設備，併產生設備文件。udev只要爲這個設備文件取一個固定的文件名就能夠解決這個問題。在後續對設備的操做中，只要引用新的設備名就能夠了。但爲了保證最大限度的兼容，通常來講，新設備名老是做爲一個對內核自動產生的設備名的符號連接（link）來使用的。

    例如：內核產生了sda設備名，而根據信息，這個設備對應因而個人內置硬盤，那我就能夠制定udev規則，讓udev除了產生/dev/sda設備文件外，另外建立一個符號連接叫/dev/internalHD。這樣，我在fstab文件中，就能夠用/dev/internalHD來代替原來的 /dev/sda了。下次，因爲某些緣由，這個硬盤在內核中變成了sdb設備名了，那也不用着急，udev還會自動產生/dev/internalHD這個連接，並指向正確的/dev/sdb設備。全部其餘的文件像fstab等都不用修改。

問：怎樣才能找到這些設備信息，並把他們放到udev的規則文件中來匹配呢？
答：這個問題比較難，網上資料很少，我只找到一篇文章來介紹如何寫udev的規則。他的基本方法是經過udevinfo這個實用程序來找到那些能夠做爲規則文件裏的匹配項的項目。有這樣兩種狀況可使用這個工具：
    第一種狀況是，當你把設備插入系統後，系統爲設備產生了設備名（如/dev/sda）。那樣的話，你先用udevinfo -q path -n /dev/sda，命令會產生一個該設備名對應的在sysfs下的路徑，如/block/sda。而後，你再用udevinfo -a -p /sys/block/sda，這個命令會顯示一堆信息，信息分紅不少塊。這些信息實際來自於操做系統維護的sysfs鏈表，不一樣的塊對應不一樣的路徑。你就能夠用這些信息來做爲udev規則文件中的匹配項。但須要注意的是，同一個規則只能使用同一塊中顯示的信息，不能跨塊書寫規則。
    第二種狀況是，不知道系統產生的設備名，那就只有到/sys目錄下去逐個目錄查找了，反覆用udevinfo -a -p /sys/path...這個命令看信息，若是對應的信息是這個設備的，那就恭喜你。不然就再換個目錄。固然，在這種狀況下，成功的可能性比較小。