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udev的使用

udev版本:udev-167

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。

udev下载:http://www.kernel.org/pub/linux/utils/kernel/hotplug/

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。

  • 动态管理: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, 同时根据udev的规则可以在添加/删除时,执行脚本。
  • 自定义命名规则: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。
  • 设定设备的权限和所有者/组: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,在“如何配置和使用 udev”中会详解。

工作流程

udev工作流程

配置udev

udev需要内核sysfstmpfs的支持,sysfs为udev提供设备入口uevent通道,tmpfs为udev设备文件提供存放空间.

使用

启动udev的守护进程

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mkdir -p /dev/.udev
udevd --daemon
udevadm trigger

配置文件及规则

  • 目录结构
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cd /etc/udev

├── rules.d
│   ├── 22-xxx.rules
│   └── 99-fuse.rules
└── udev.conf

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:

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

KERNEL是匹配键,NAMEMODE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。

添加规则时,多从官方文档(Writing udev rules)获取信息

规则操作符

  • “==”: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。

规则匹配键

  • 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。

规则赋值键

  • 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。

值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。

实例

hidraw

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ACTION!="add", GOTO="uibc_exit"
KERNEL=="hidraw2", SUBSYSTEM=="hidraw", RUN+="/etc/udev/xxx.sh"
LABEL="uibc_exit"

file: /etc/udev/rules.d/22-xxx.rules

SD

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action!="add",goto="farsight"
kernel=="mmcblk[0-9]p[0-9]",run+="/sbin/mount-sd.sh %k"
label="farsight"

注意

  • 在每条规则中,赋值的字符串必须使用双引号括起来。
  • 设备添加/删除后,触发uevent执行RUN+的脚本时,在该脚本中不能直接使用echo输出打印信息,应该导入终端的串口节点。
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    echo "print debug info ..." > /dev/ttyS000

制定 udev 规则和查询设备信息

如何查找设备的信息 ( 属性 ) 来制定 udev 规则:

查询sysfs文件系统:

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

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udevadm info  --query=all --name=/dev/hidraw2

设备信息:

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# udevadm info  --query=all --name=/dev/hidraw2
P: /devices/platform/soc/f9890000.ehci/usb1/1-1/1-1:1.2/0003:1C4D:0503.0003/hidraw/hidraw2
N: hidraw2
S: usb/by-devid/_/hidraw2
E: UDEV_LOG=3
E: DEVPATH=/devices/platform/soc/f9890000.ehci/usb1/1-1/1-1:1.2/0003:1C4D:0503.0003/hidraw/hidraw2
E: MAJOR=251
E: MINOR=2
E: DEVNAME=/dev/hidraw2
E: SUBSYSTEM=hidraw
E: DEVLINKS=/dev/usb/by-devid/_/hidraw2

调试

查看udev是否处理内核的uevent事件

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udevadm  monitor

例如:U盘的插入/拔出

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# udevadm monitor
monitor will print the received events for:
UDEV - the event which udev sends out after rule processing
KERNEL - the kernel uevent

usb 1-1: new high-speed USB device number 4 using ehci-platform
KERNEL[209.826989] add usb-storage 1-1:1.0: USB Mass Storage device detected
/devices/platform/soscsi host0: usb-storage 1-1:1.0
c/f9890000.ehci/usb1/1-1 (usb)
KERNEL[209.827627] add /devices/platform/soc/f9890000.ehci/usb1/1-1/1-1:1.0 (usb)
UDEV [209.834354] add /devices/platform/soc/f9890000.ehci/usb1/1-1 (usb)
...
UDEV [209.841660] add /devices/platform/soc/f9890000.ehci/usb1/1-1/1-1:1.0/host0/scsi_host/host0 (scsi_host)
scsi 0:0:0:0: Direct-Access General UDisk 5.00 PQ: 0 ANSI: 2
KERNEL[210.848174] add /devsd 0:0:0:0: [sda] 15728640 512-byte logical blocks: (8.05 GB/7.50 GiB)
ices/platform/soc/f98900sd 0:0:0:0: [sda] Write Protect is off
00.ehci/usb1/1-1/1-1:1.0sd 0:0:0:0: [sda] No Caching mode page found
/host0/target0:0sd 0:0:0:0: [sda] Assuming drive cache: write through
:0 (scsi)
KERNEL[210.848626] add /devices/platform/soc/f9890000.ehci/usb1/ sda: sda1 sda2
1-1/1-1:1.0/host0/target0:0:0/0:0:0:0 (scsi)
KERNEL[210.848995]sd 0:0:0:0: [sda] Attached SCSI removable disk
add /devices/platform/soc/f9890000.ehci/usb1/1-1/1-1:1.0/host0/target0:0:0/0:0:0:0/scsi_disk/0:0:0:0 (scsi_disk)
KERNEL[210.849804] add /devices/platform/soc/f9890000.ehci/usb1/1-1/1-1:1.0/host0/target0:0:0/0:0:0:0/scsi_device/0:0:0:0 (scsi_device)
UDEV [210.858522] add /devices/platform/soc/f9890000.ehci/usb1/1-1/1-1:1.0/host0/target0:0:0/0:0:0:0/scsi_device/0:0:0:0 (scsi_device)
...
dudisk1110 -> /dev/sda
udisk1110p1 -> /dev/sda1

usb usb1-port1: disabled by hub (EMI?), re-enabling...
usb 1-1: USB disconnect, device number 4
KERNEL[213.650748] remove /devices/platform/soc/f9890000.ehci/usb1/1-1/1-1:1.0/host0/target0:0:0/0:0:0:0/bsg/0:0:0:0 (bsg)
...
UDEV [213.652991] remove /devices/platform/soc/f9890000.ehci/usb1/1-1/1-1:1.0/host0/target0:0:0/0:0:0:0/bsg/0:0:0:0 (bsg)
KERNEL[213.653175] remove /devices/virtual/bdi/8:0 (bdi)
UDEV [213.774157] remove /devices/platform/soc/f9890000.ehci/usb1/1-1/1-1:1.0 (usb)

重启udev

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udevadm trigger --type=devices --action=change

Q&A

udev 和 devfs 是什么关系

udev 完全在用户态 (userspace) 工作,利用设备加入或移除时内核所发送的hotplug 事件 (event) 来工作。关于设备的详细信息是由内核输出 (export) 到位于 /sys 的 sysfs 文件系统的。所有的设备命名策略、权限控制和事件处理都是在用户态下完成的。与此相反,devfs 是作为内核的一部分工作的。

参考

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  • 本文作者: Winddoing
  • 本文链接: https://winddoing.github.io/post/3820.html
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