dev devfs udev sysfs及关系

Posted 2021-09-01 a746742897

dev devfs udev sysfs及关系

参考链接：https://www.cnblogs.com/big-devil/p/7625878.html

如果你使用Linux比较长时间了，那你就知道，在对待管理设备文件这块，Linux改变了几次策略。在Linux早期，设备文件仅仅是是一些带有适当的属性集的普通文件，它由mknod命令创建，文件存放在/dev目录下。后来，采用了devfs,一个基于内核的动态设备文件系统，他首次出现在2.3.46 内核中。Mandrake，Gentoo等Linux分发版本采用了这种方式。devfs创建的设备文件是动态的。但是devfs有一些严重的限制，从 2.6.13版本后移走了。目前取代他的便是文本要提到的udev－一个用户空间程序。   

     Linux 下对设备的管理方式主要有/dev和sysfs两种，前者是将设备注册为设备节点放入/dev目录下，而后者是在linux2.6内核后引入的新的文件系统。

➤/dev方式

关于/dev的管理方式，也经历了几代，下面介绍/dev管理方式的发展：

➣静态/dev文件：   

    在Linux中，老的设备管理方式是将设备通过设备节点放入/dev目录下，每个设备节点是/dev根目录下的一个文件，那么。如何区分这些设备节点，为了对这些设备节点进行命名，Linux通过主次设备号来指定不同的设备节点。

    有了主次设备号，如何指定主次设备号成了一个开发人员必须面临的问题。如果开发人员不打算将设备驱动程序与外界共享，那么指定什么号码都可以，只要她与当前设备内核使用的其他主设备不冲突即可。然而，如果开发人员想让驱动程序与外界共享（大多数Linux开发人员常常采用这一方法），那么这样随意指定设备号进行了，因为用户和其他开发人员并不知道哪个设备号对应于改设备，因此开发人员必须联系linux内核开发人员分配一个真实主设备好，这样在整个linux世界中，只有这个特定设备号才会被关联到那个特定的设备号（即每一个设备对应一个唯一的设备号），而这个设备号也被汇入Linux的发行版本的/dev目录中。

➣基于这样的处理方式，就会产生以下问题。

    ●由于不断涌入的新设备，设备号会慢慢耗尽。

    ●这样的申请分配方式对于设备的管理比较麻烦。

    ●由于“正式”设备好不断汇入/dev目录。哪怕该设备在某些硬件上并不存在，这就导致很多设备号指向并存在的一些设备，在后期的/dev目录下甚至有上万个设备号。

➣Devfs

    linux kernel 2.4版本后引入devfs,devfs是一个虚拟的为念系统个，相比与静态的/dev文件主要有两点改进：
   ●允许使用自定的设备名称来注册设备节点，同时它兼容老的设备号，例如我们注册一个设备节点/dev/mydev

   ●所有的设备都由内核在系统启动时期创建并注册到/dev目录下，这就意味这/dev不在被成百个“无用”的设备节点充斥。

➣Udev

    Devfs解决静态/dev管理的很多问题，但是它任然存在一定缺陷，基于此，在linux kernel 2.6.x版本后，Linux引入了udev.从而对devfs进行改进。udev是一个对/dev下设备节点进行动态管理的用户空间程序，她通过自身的守护进程和自定义的一些列规则来处理设备的加载，移除和热插拔等活动。

相比与devfs ，它的主要改进如下：

●传统的devfs命名不够灵活，设备名称不可预知，而udev支持设备的固定命名。

    例如如果现在有两个硬盘，在devfs 中，他们们对应的设备节点分别是/dev/sda 和/dev/sdb ，那么我么就不知道硬盘对应于sda哪个又是sdb ,而udev 提供了存储设备的固定命名，任何硬盘根据其唯一的文件系统id ,磁盘名称及硬件链接的物理位置来进行识别。

●设备在热插拔的时候，用户态程序应该有办法得到通知。

    udev 运行在用户空间中，设备在热插拔时候，会通过netlink(linux 中内核空间和用户空间进程之间通信的方式)通知udev ,因此用户空间程序可以得到通知了，同时Udev运行在用户空间还可以减少内存的使用。

●devfs代码不灵活，只显示存在的设备列表，而有时候我们希望看到暂时不存在的设备名字

●major,minor 快被分配光了，我们需要考虑动态分配方法，而devfs不能支持。

    而当设备较多的时候，不能动态分配节点给设备注册造成很大的麻烦，需要不停尝试不同的设备节点以检查是否冲突。

➤sysfs

    sysfs是Linux2.6引入的一种虚拟文件系统，挂载于/sys目录下，这个文件系统把实际链接到系统上的设备，总线及其对应的驱动程序组织成分级的文件。从而将设备的层次结构映射到用户空间中，用户空间可以通过修改sysfs 中文件属性来修改设备属性值，从而与内核设备交互。

➤udev和sysfs 的关系

    sysfs是对devfs改进，udev也是对devfs的改进。两者之间的区别与联系为：实际上用户的工具udev就是利用sysfs提供的信息来实现的：udev会根据sysfs里面的设备信息创建/dev目录下的相应设备节点。

关于udev学习：

参考链接：https://www.cnblogs.com/cslunatic/p/3171837.html

问：什么是udev?
答：udev是一种工具，它能够根据系统中的硬件设备的状态动态更新设备文件，包括设备文件的创建，删除等。设备文件通常放在/dev目录下。使用udev后，在/dev目录下就只包含系统中真正存在的设备。

问：udev支持什么内核？
答：udev只支持linux-2.6内核，因为udev严重依赖于sysfs文件系统提供的信息，而sysfs文件系统只在linux-2.6内核中才有。

问：udev是一个内核程序还是用户程序？
答：udev是一个用户程序（user-mode daemon）。

问：udev和devfs有什么差别？
答：udev能够实现所有devfs实现的功能。但udev运行在用户模式中，而devfs运行在内核中。据称：devfs具有一些不太容易解决的先天缺陷。