使用 udev 高效、动态地管理 Linux 设备文件（转载）--1

转载自： 黄 懋, 软件工程师, IBM

简介： 本文以通俗的方法阐述 udev 及相关术语的概念、udev 的配置文件和规则文件，然后以 Red Hat Enterprise Server 为平台演示一些管理设备文件和查询设备信息的实例。本文会使那些需要高效地、方便地管理 Linux 设备的用户受益匪浅，这些用户包括 Linux 最终用户、设备驱动开发人员、设备测试人员和系统管理员等等。

概述：

Linux 用户常常会很难鉴别同一类型的设备名，比如 eth0, eth1, sda, sdb 等等。通过观察这些设备的内核设备名称，用户通常能知道这些是什么类型的设备，但是不知道哪一个设备是他们想要的。例如，在一个充斥着本地磁盘和光纤磁盘的设备名清单 (/dev/sd*) 中，用户无法找到一个序列号为“35000c50000a7ef67”的磁盘。在这种情况下，udev 就能动态地在 /dev目录里产生自己想要的、标识性强的设备文件或者设备链接，以此帮助用户方便快捷地找到所需的设备文件。

udev 简介

什么是 udev?

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。

使用 udev 的好处：

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。
• 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。

下面的流程图显示 udev 添加 / 删除设备文件的过程。

图 1. udev 工作流程图：
 

相关术语：

• 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。
• devfs：devfs是 Linux 早期的设备管理工具，已经被 udev 取代。
• 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。
• 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。
• 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。

回页首

如何配置和使用 udev

下面会以 RHEL4.8 和 RHEL5.3 为平台，分别描述 udev 的配置和使用：

下载和安装 udev

从 Fedora3 和 Red Hat Enterprise4 开始，udev 就是默认的设备管理工具，无需另外下载安装。

清单 1. 检查 udev 在 RHEL4.8 里的版本和运行情况

 [root@HOST_RHEL4 dev]# rpm -qa |grep -i udev  udev-039-10.29.el4  [root@HOST_RHEL4 ~]# uname -r  2.6.9-89.ELsmp  [root@HOST_RHEL4 ~]# ps -ef |grep udev  root     21826     1  0 Dec09 ?        00:00:00 udevd 

清单 2. 检查 udev 在 RHEL5.3 里的版本和运行情况

 [root@HOST_RHEL5 ~]# rpm -qa |grep -i udev  udev-095-14.19.el5  [root@HOST_RHEL5 sysconfig]# uname -r  2.6.18-128.el5  [root@HOST_RHEL5 sysconfig]# ps -ef|grep udev  root      5466     1  0 18:32 ?      00:00:00 /sbin/udevd -d 

如果 Linux 用户想更新 udev 包，可以从 http://www.kernel.org/pub/linux/utils/kernel/hotplug/下载并安装。

udev 的配置文件 (/etc/udev/udev.conf)

清单 3. RHEL ４ . ８下 udev 的配置文件

 [root@HOST_RHEL4 dev]# cat /etc/udev/udev.conf  # udev.conf  # The main config file for udev  #  # This file can be used to override some of udev's default values  # for where it looks for files, and where it places device nodes.  #  # WARNING: changing any value, can cause serious system breakage!  #  # udev_root - where in the filesystem to place the device nodes  udev_root="/dev/" # udev_db - The name and location of the udev database.  udev_db="/dev/.udev.tdb" # udev_rules - The name and location of the udev rules file  udev_rules="/etc/udev/rules.d/" # udev_permissions - The name and location of the udev permission file  udev_permissions="/etc/udev/permissions.d/" # default_mode - set the default mode for all nodes that have no  #                explicit match in the permissions file  default_mode="0600" # default_owner - set the default owner for all nodes that have no  #                 explicit match in the permissions file  default_owner="root" # default_group - set the default group for all nodes that have no  #                 explicit match in the permissions file  default_group="root" # udev_log - set to "yes" if you want logging, else "no" udev_log="no"

Linux 用户可以通过该文件设置以下参数：

• udev_root：udev 产生的设备所存放的目录，默认值是 /dev/。建议不要修改该参数，因为很多应用程序默认会从该目录调用设备文件。
• udev_db：udev 信息存放的数据库或者所在目录，默认值是 /dev/.udev.tdb。
• udev_rules：udev 规则文件的名字或者所在目录，默认值是 /etc/udev/rules.d/。
• udev_permissions：udev 权限文件的名字或者所在目录，默认值是 /etc/udev/permissions.d/。
• default_mode/ default_owner/ default_group：如果设备文件的权限没有在权限文件里指定，就使用该参数作为默认权限，默认值分别是：0600/root/root。
• udev_log：是否需要 syslog记录 udev 日志的开关，默认值是 no。

清单 4. RHEL5.3 下 udev 的配置文件

 [root@HOST_RHEL5 ~]# cat /etc/udev/udev.conf  # 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: "udevcontrol 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 RHEL5.3 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( 请参考上面的“RHEL4.8 的 udev 配置文件”)，只不过这 2 个参数是不建议修改的，所以没显示在 udev.conf 里。

可见该版本的 udev.conf 改动不小：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。

通过 udev 设定设备文件的权限

在 RHEL4.8 的 udev，设备的权限是通过权限文件来设置。

清单 5. RHEL4.8 下 udev 的权限文件

 [root@HOST_RHEL4 ~]# cat /etc/udev/permissions.d/50-udev.permissions …… # disk devices  hd*:root:disk:0660  sd*:root:disk:0660  dasd*:root:disk:0660  ataraid*:root:disk:0660  loop*:root:disk:0660  md*:root:disk:0660  ide/*/*/*/*/*:root:disk:0660  discs/*/*:root:disk:0660  loop/*:root:disk:0660  md/*:root:disk:0660  # tape devices  ht*:root:disk:0660  nht*:root:disk:0660  pt[0-9]*:root:disk:0660  npt*:root:disk:0660  st*:root:disk:0660  nst*:root:disk:0660 ……

RHEL4.8 里 udev 的权限文件会为所有常用的设备设定权限和 ownership，如果有设备没有被权限文件设置权限，udev 就按照 udev.conf 里的默认权限值为这些设备设置权限。由于篇幅的限制，上图只显示了 udev 权限文件的一部分，该部分设 置了所有可能连接上的磁盘设备和磁带设备的权限和 ownership。

而在 RHEL5.3 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。

udev 的规则和规则文件

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。RHEL 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@HOST_RHEL5 ~]# ls /dev/disk/by-uuid/  16afe28a-9da0-482d-93e8-1a9474e7245c 

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。

此外，一些应用程序也会在 /dev/下产生一些方便调用的符号链接。例如规则 40-multipath.rules 为磁盘产生下面的符号链接：

 [root@ HOST_RHEL5 ~]# ls /dev/mpath/*  /dev/mpath/mpath0  /dev/mpath/mpath0p1  /dev/mpath/mpath0p2 

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。

RHEL5.3 的 udev 规则文件比 RHEL4.8 里的更完善。受篇幅的限制，同时也为了不让大家混淆，本文将不对 RHEL4.8 里的规则文件进行详解，下面关于规则文件的配置和实例都是在 RHEL5.3 上进行的。如果大家需要配置 RHEL4 的 udev 规则文件，可以先参照下面 RHEL5.3 的配置过程，然后查询 RHEL4 里的用户手册 (man udev) 后进行配置。

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：