掌握UDEV_2

mlch1816

如果你使用Linux比較長時間了，那你就知道，在對待設(shè)備文件這塊，Linux改變了幾次策略。在Linux早期，設(shè)備文件僅僅是是一些帶有適當?shù)膶傩约�的普通文件，它由mknod命令創(chuàng)建，文件存放在/dev目錄下。后來，采用了devfs,一個基于內(nèi)核的動態(tài)設(shè)備文件系統(tǒng)，他首次出現(xiàn)在2.3.46內(nèi)核中。Mandrake，Gentoo等Linux分發(fā)版本采用了這種方式。devfs創(chuàng)建的設(shè)備文件是動態(tài)的。但是devfs有一些嚴重的限制，從2.6.13版本后移走了。目前取代他的便是文本要提到的udev－－一個用戶空間程序。
目前很多的Linux分發(fā)版本采納了udev的方式，因為它在Linux設(shè)備訪問，特別是那些對設(shè)備有極端需求的站點（比如需要控制上千個硬盤）和熱插拔設(shè)備（比如USB攝像頭和MP3播放器）上解決了幾個問題。下面我我們來看看如何管理udev設(shè)備。
實際上，對于那些為磁盤，終端設(shè)備等準備的標準配置文件而言，你不需要修改什么。但是，你需要了解udev配置來使用新的或者外來設(shè)備，如果不修改配置，這些設(shè)備可能無法訪問，或者說Linux可能會采用不恰當?shù)拿�字，屬組或權(quán)限來創(chuàng)建這些設(shè)備文件。你可能也想知道如何修改RS－232串口，音頻設(shè)備等文件的屬組或者權(quán)限。這點在實際的Linux實施中是會遇到的。
為什么使用udev
在此之前的設(shè)備文件管理方法（靜態(tài)文件和devfs）有幾個缺點：
*不確定的設(shè)備映射。特別是那些動態(tài)設(shè)備，比如USB設(shè)備，設(shè)備文件到實際設(shè)備的映射并不可靠和確定。舉一個例子：如果你有兩個USB打印機。一個可能稱為/dev/usb/lp0,另外一個便是/dev/usb/lp1。但是到底哪個是哪個并不清楚，lp0,lp1和實際的設(shè)備沒有一一對應(yīng)的關(guān)系，因為他可能因為發(fā)現(xiàn)設(shè)備的順序，打印機本身關(guān)閉等原因而導(dǎo)致這種映射并不確定。理想的方式應(yīng)該是：兩個打印機應(yīng)該采用基于他們的序列號或者其他標識信息的唯一設(shè)備文件來映射。但是靜態(tài)文件和devfs都無法做到這點。
*沒有足夠的主/輔設(shè)備號。我們知道，每一個設(shè)備文件是有兩個8位的數(shù)字：一個是主設(shè)備號 ，另外一個是輔設(shè)備號來分配的。這兩個8位的數(shù)字加上設(shè)備類型（塊設(shè)備或者字符設(shè)備）來唯一標識一個設(shè)備。不幸的是，關(guān)聯(lián)這些身邊的的數(shù)字并不足夠。
*/dev目錄下文件太多。一個系統(tǒng)采用靜態(tài)設(shè)備文件關(guān)聯(lián)的方式，那么這個目錄下的文件必然是足夠多。而同時你又不知道在你的系統(tǒng)上到底有那些設(shè)備文件是激活的。
*命名不夠靈活。盡管devfs解決了以前的一些問題，但是它自身又帶來了一些問題。其中一個就是命名不夠靈活；你別想非常簡單的就能修改設(shè)備文件的名字。缺省的devfs命令機制本身也很奇怪，他需要修改大量的配置文件和程序。;
*內(nèi)核內(nèi)存使用，devfs特有的另外一個問題是，作為內(nèi)核驅(qū)動模塊，devfs需要消耗大量的內(nèi)存，特別當系統(tǒng)上有大量的設(shè)備時（比如上面我們提到的系統(tǒng)一個上有好幾千磁盤時）
udev的目標是想解決上面提到的這些問題，他通采用用戶空間(user-space)工具來管理/dev/目錄樹，他和文件系統(tǒng)分開。知道如何改變?nèi)笔∨渲媚茏屇阒�大如何定制自己的系統(tǒng)，比如創(chuàng)建設(shè)備字符連接，改變設(shè)備文件屬組，權(quán)限等。
udev配置文件
主要的udev配置文件是/etc/udev/udev.conf。這個文件通常很短，他可能只是包含幾行#開頭的注釋，然后有幾行選項：
udev_root="/dev/"
udev_rules="/etc/udev/rules.d/"
udev_log="err"
上面的第二行非常重要，因為他表示udev規(guī)則存儲的目錄，這個目錄存儲的是以.rules結(jié)束的文件。每一個文件處理一系列規(guī)則來幫助udev分配名字給設(shè)備文件以保證能被內(nèi)核識別。
你的/etc/udev/rules.d下面可能有好幾個udev規(guī)則文件，這些文件一部分是udev包安裝的，另外一部分則是可能是別的硬件或者軟件包生成的。比如在Fedora Core 5系統(tǒng)上，sane-backends包就會安裝60-libsane.rules文件，另外initscripts包會安裝60-net.rules文件。這些規(guī)則文件的文件名通常是兩個數(shù)字開頭，它表示系統(tǒng)應(yīng)用該規(guī)則的順序。
規(guī)則文件里的規(guī)則有一系列的鍵/值對組成，鍵/值對之間用逗號(,)分割。每一個鍵或者是用戶匹配鍵，或者是一個賦值鍵。匹配鍵確定規(guī)則是否被應(yīng)用，而賦值鍵表示分配某值給該鍵。這些值將影響udev創(chuàng)建的設(shè)備文件。賦值鍵可以處理一個多值列表。匹配鍵和賦值鍵操作符解釋見下表：
                        udev 鍵/值對操作符
操作符      匹配或賦值t                          解釋
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
   ==             匹配               相等比較
   !=             匹配              不等比較
   =             賦值               分配一個特定的值給該鍵，他可以覆蓋之前的賦值。
   +=       賦值               追加特定的值給已經(jīng)存在的鍵
   :=             賦值                   分配一個特定的值給該鍵，后面的規(guī)則不可能覆蓋它。
這有點類似我們常見的編程語言，比如C語言。只是這里的鍵一次可以處理多個值。有一些鍵在udev規(guī)則文件里經(jīng)常出現(xiàn)，這些鍵的值可以使用通配符(*,?,甚至范圍，比如[0-9])，這些常用鍵列舉如下：
常用udev鍵
鍵         含義
ACTION          一個時間活動的名字，比如add，當設(shè)備增加的時候
KERNEL          在內(nèi)核里看到的設(shè)備名字，比如sd*表示任意SCSI磁盤設(shè)備
DEVPATH        內(nèi)核設(shè)備錄進，比如/devices/*
SUBSYSTEM        子系統(tǒng)名字，比如sound,net
BUS          總線的名字，比如IDE,USB
DRIVER          設(shè)備驅(qū)動的名字，比如ide-cdrom
ID            獨立于內(nèi)核名字的設(shè)備名字
SYSFS{ value}        sysfs屬性值，他可以表示任意
ENV{ key}        環(huán)境變量，可以表示任意
PROGRAM        可執(zhí)行的外部程序，如果程序返回0值，該鍵則認為為真(true)
RESULT          上一個PROGRAM調(diào)用返回的標準輸出。
NAME          根據(jù)這個規(guī)則創(chuàng)建的設(shè)備文件的文件名。注意：僅僅第一行的NAME描述是有效的，后面的均忽略。
                                   如果你想使用使用兩個以上的名字來訪問一個設(shè)備的話，可以考慮SYMLINK鍵。
SYMLINK        根據(jù)規(guī)則創(chuàng)建的字符連接名
OWNER          設(shè)備文件的屬組
GROUP          設(shè)備文件所在的組。
MODE          設(shè)備文件的權(quán)限，采用8進制
RUN          為設(shè)備而執(zhí)行的程序列表
LABEL          在配置文件里為內(nèi)部控制而采用的名字標簽(下下面的GOTO服務(wù))
GOTO          跳到匹配的規(guī)則（通過LABEL來標識），有點類似程序語言中的GOTO
IMPORT{ type}      導(dǎo)入一個文件或者一個程序執(zhí)行后而生成的規(guī)則集到當前文件
WAIT_FOR_SYSFS    等待一個特定的設(shè)備文件的創(chuàng)建。主要是用作時序和依賴問題。
PTIONS          特定的選項： last_rule 對這類設(shè)備終端規(guī)則執(zhí)行； ignore_device 忽略當前規(guī)則； ignore_remove 忽略接下來的并移走請求。
            all_partitions 為所有的磁盤分區(qū)創(chuàng)建設(shè)備文件。
我們給出一個列子來解釋如何使用這些鍵。下面的例子來自Fedora Core 5系統(tǒng)的標準配置文件。
KERNEL=="*", OWNER="root" GROUP="root", MODE="0600"
KERNEL=="tty", NAME="%k", GROUP="tty", MODE="0666", OPTIONS="last_rule"
KERNEL=="scd[0-9]*", SYMLINK+="cdrom cdrom-%k"
KERNEL=="hd[a-z]", BUS=="ide", SYSFS{removable}=="1", SYSFS{device/media}=="cdrom", SYMLINK+="cdrom cdrom-%k"
ACTION=="add", SUBSYSTEM=="scsi_device", RUN+="/sbin/modprobe sg"
上面的例子給出了5個規(guī)則，每一個都是KERNEL或者ACTION鍵開頭：
*第一個規(guī)則是缺省的，他匹配任意被內(nèi)核識別到的設(shè)備，然后設(shè)定這些設(shè)備的屬組是root，組是root，訪問權(quán)限模式是0600(-rw-------)。這也是一個安全的缺省設(shè)置保證所有的設(shè)備在默認情況下只有root可以讀寫。
*第二個規(guī)則也是比較典型的規(guī)則了。它匹配終端設(shè)備(tty)，然后設(shè)置新的權(quán)限為0600，所在的組是tty。它也設(shè)置了一個特別的設(shè)備文件名:%K。在這里例子里，%k代表設(shè)備的內(nèi)核名字。那也就意味著內(nèi)核識別出這些設(shè)備是什么名字，就創(chuàng)建什么樣的設(shè)備文件名。
*第三行開始的KERNEL=="scd[0-9]*",表示 SCSI CD-ROM 驅(qū)動. 它創(chuàng)建一對設(shè)備符號連接：cdrom和cdrom-%k。
*第四行，開始的 KERNEL=="hd[a-z]", 表示ATA CDROM驅(qū)動器。這個規(guī)則創(chuàng)建和上面的規(guī)則相同的符號連接。ATA CDROM驅(qū)動器需要sysfs值以來區(qū)別別的ATA設(shè)備，因為SCSI CDROM可以被內(nèi)核唯一識別。.
*第五行以 ACTION=="add"開始，它告訴udev增加 /sbin/modprobe sg 到命令列表，當任意SCSI設(shè)備增加到系統(tǒng)后，這些命令將執(zhí)行。其效果就是計算機應(yīng)該會增加sg內(nèi)核模塊來偵測新的SCSI設(shè)備。
當然，上面僅僅是一小部分例子，如果你的系統(tǒng)采用了udev方式，那你應(yīng)該可以看到更多的規(guī)則。如果你想修改設(shè)備的權(quán)限或者創(chuàng)建信的符號連接，那么你需要熟讀這些規(guī)則，特別是要仔細注意你修改的那些與之相關(guān)的設(shè)備。
修改你的udev配置
在修改udev配置之前，我們一定要仔細，通常的考慮是：你最好不要修改系統(tǒng)預(yù)置的那些規(guī)則，特別不要指定影響非常廣泛的配置，比如上面例子中的第一行。不正確的配置可能會導(dǎo)致嚴重的系統(tǒng)問題或者系統(tǒng)根本就無法這個正確的訪問設(shè)備。
而我們正確的做法應(yīng)該是在/etc/udev/rules.d/下創(chuàng)建一個信的規(guī)則文件。確定你給出的文件的后綴是rules文件名給出的數(shù)字序列應(yīng)該比標準配置文件高。比如，你可以創(chuàng)建一個名為99-my-udev.rules的規(guī)則文件。在你的規(guī)則文件中，你可以指定任何你想修改的配置，比如，假設(shè)你修改修改floppy設(shè)備的所在組，還準備創(chuàng)建一個信的符號連接/dev/floppy，那你可以這么寫：
KERNEL=="fd[0-9]*", GROUP="users",    SYMLINK+="floppy"
有些發(fā)行版本，比如Fedora，采用了外部腳本來修改某些特定設(shè)備的屬組，組關(guān)系和權(quán)限。因此上面的改動可能并不見得生效。如果你遇到了這個問題，你就需要跟蹤和修改這個腳本來達到你的目的�；蛘吣憧梢孕薷腜ROGRAM或RUN鍵的值來做到這點。
某些規(guī)則的修改可能需要更深的挖掘。比如，你可能想在一個設(shè)備上使用sysfs信息來唯一標識一個設(shè)備。這些信息最好通過udevinfo命令來獲取。
$ udevinfo –a –p $(udevinfo –q path   –n /dev/hda)
上面的命令兩次使用udevinfo：一次是返回sysfs設(shè)備路徑(他通常和我們看到的Linux設(shè)備文件名所在路徑－－/dev/hda－－不同)；第二次才是查詢這個設(shè)備路徑，結(jié)果將是非常常的syfs信息匯總。你可以找到最夠的信息來唯一標志你的設(shè)備，你可以采用適當?shù)奶鎿Qudev配置文件中的SYSFS選項。下面的結(jié)果就是上面的命令輸出
[root@localhost rules.d]# udevinfo -a -p $(udevinfo -q path     -n   /dev/hda1)
Udevinfo starts with the device specified by the devpath and then
walks up the chain of parent devices. It prints for every device
found, all possible attributes in the udev rules key format.
A rule to match, can be composed by the attributes of the device
and the attributes from one single parent device.
looking at device '/block/hda/hda1':
    KERNEL=="hda1"
    SUBSYSTEM=="block"
    DRIVER==""
    ATTR{stat}=="     1133      2268         2         4"
    ATTR{size}=="208782"
    ATTR{start}=="63"
    ATTR{dev}=="3:1"
looking at parent device '/block/hda':
    KERNELS=="hda"
    SUBSYSTEMS=="block"
    DRIVERS==""
    ATTRS{stat}=="    28905     18814   1234781    302540     34087    133247    849708    981336         0    218340   1283968"
    ATTRS{size}=="117210240"
    ATTRS{removable}=="0"
    ATTRS{range}=="64"
    ATTRS{dev}=="3:0"
looking at parent device '/devices/pci0000:00/0000:00:1f.1/ide0/0.0':
    KERNELS=="0.0"
    SUBSYSTEMS=="ide"
    DRIVERS=="ide-disk"
    ATTRS{modalias}=="ide:m-disk"
    ATTRS{drivename}=="hda"
    ATTRS{media}=="disk"
looking at parent device '/devices/pci0000:00/0000:00:1f.1/ide0':
    KERNELS=="ide0"
    SUBSYSTEMS==""
    DRIVERS==""
looking at parent device '/devices/pci0000:00/0000:00:1f.1':
    KERNELS=="0000:00:1f.1"
    SUBSYSTEMS=="pci"
    DRIVERS=="PIIX_IDE"
    ATTRS{broken_parity_status}=="0"
    ATTRS{enable}=="1"
    ATTRS{modalias}=="pci:v00008086d000024CAsv0000144Dsd0000C009bc01sc01i8a"
    ATTRS{local_cpus}=="1"
    ATTRS{irq}=="11"
    ATTRS{class}=="0x01018a"
    ATTRS{subsystem_device}=="0xc009"
    ATTRS{subsystem_vendor}=="0x144d"
    ATTRS{device}=="0x24ca"
    ATTRS{vendor}=="0x8086"
looking at parent device '/devices/pci0000:00':
    KERNELS=="pci0000:00"
    SUBSYSTEMS==""
    DRIVERS==""
舉一個例子：假設(shè)你想修改USB掃描儀的配置。通過一系列的嘗試，你已經(jīng)為這個掃描儀標識了Linux設(shè)備文件(每次打開掃描儀時，名字都會變)。你可以使用上面的命令替換這個正確的Linux設(shè)備文件名，然后定位輸出的采用SYSFS{idVendor}行和SYSFS{idProduct}行。最后你可以使用這些信息來為這個掃描儀創(chuàng)建新的選項。
SYSFS{idVendor}=="0686", \
SYSFS{idProduct}=="400e", \
SYMLINK+="scanner", MODE="0664", \
group="scanner"
上面的例子表示將掃描儀的組設(shè)置為scanner，訪問權(quán)限設(shè)置為0664,同時創(chuàng)建一個/dev/scanner的符號連接


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