/dev设备文件命名或符号链接建立

Posted 2021-02-08 justart

udev是一个用户空间服务，负责监听内核设备变动事件，从/sysfs---中读取发生变动的设备属性信息，遍历

命名规则文件，进行属性规则的匹配，如果匹配，就进行执行命名自定义动作

 

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：

1 2	[[email protected]_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：

1 2	[[email protected] 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：

清单 6. 简单说明键值对的例子

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

KERNEL 是匹配键，NAME 和 MODE 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。

通过这条简单的规则，大家应该对 udev 规则有直观的了解。但可能会产生疑惑，为什么 KERNEL 是匹配键，而 NAME 和 MODE 是赋值键呢？这由中间的操作符 (operator) 决定。

仅当操作符是“==”或者“!=”时，其为匹配键；若为其他操作符时，都是赋值键。

• RHEL5.3 里 udev 规则的所有操作符：

  “==”：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。

• RHEL5.3 里 udev 规则的匹配键

  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。

  例如：SYSFS{model}==“ST936701SS”表示：如果设备的型号为 ST936701SS，则该设备匹配该 匹配键。

  在一条规则中，可以设定最多五条 SYSFS 的 匹配键。

  ENV{key}： 环境变量。在一条规则中，可以设定最多五条环境变量的 匹配键。

  PROGRAM：调用外部命令。

  RESULT： 外部命令 PROGRAM 的返回结果。例如：

  1	PROGRAM=="/lib/udev/scsi_id -g -s $devpath", RESULT=="35000c50000a7ef67"

  调用外部命令 /lib/udev/scsi_id查询设备的 SCSI ID，如果返回结果为 35000c50000a7ef67，则该设备匹配该 匹配键。

• RHEL5.3 里 udev 的重要赋值键

  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。

• RHEL5.3 里 udev 的值和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。

  $sysfs{file}, %s{file}：设备的 sysfs里 file 的内容。其实就是设备的属性值。
  例如：$sysfs{size} 表示该设备 ( 磁盘 ) 的大小。

  $env{key}, %E{key}：一个环境变量的值。

  $major, %M：设备的 major 号。

  $minor %m：设备的 minor 号。

  $result, %c：PROGRAM 返回的结果。

  $parent, %P：父设备的设备文件名。

  $root, %r：udev_root的值，默认是 /dev/。

  $tempnode, %N：临时设备名。

  %%：符号 % 本身。

  $$：符号 $ 本身。

  清单 7. 说明替换操作符的规则例子

  1 2	KERNEL=="sd*", PROGRAM="/lib/udev/scsi_id -g -s %p", RESULT=="35000c50000a7ef67", SYMLINK="%k_%c"

  该规则的执行：如果有一个内核设备名称以 sd 开头，且 SCSI ID 为 35000c50000a7ef67，则为设备文件产生一个符号链接“sda_35000c50000a7ef67”.

制定 udev 规则和查询设备信息的实例：

如何查找设备的信息 ( 属性 ) 来制定 udev 规则：

当我们为指定的设备设定规则时，首先需要知道该设备的属性，比如设备的序列号、磁盘大小、厂商 ID、设备路径等等。通常我们可以通过以下的方法获得：

• 查询sysfs文件系统：

  前面介绍过，sysfs 里包含了很多设备和驱动的信息。

  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。

• udevinfo命令：

  udevinfo 可以查询 udev 数据库里的设备信息。例如：用 udevinfo 查询设备 sda 的 model 和 size 信息：

  清单 8. 通过 udevinfo 查询设备属性的例子

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  [[email protected]_RHEL5 rules.d]# udevinfo -a -p /block/sda | egrep "model|size"    SYSFS{size}=="71096640"    SYSFS{model}=="ST936701SS      "

• 其他外部命令：

  清单 9. 通过 scsi_id 查询磁盘的 SCSI_ID 的例子

  1 2	[[email protected]_RHEL5 ~]# scsi_id -g -s /block/sda 35000c50000a7ef67

udev 的简单规则：

清单 10. 产生网卡设备文件的规则

1	SUBSYSTEM=="net", SYSFS{address}=="AA:BB:CC:DD:EE:FF", NAME="public_NIC"

该规则表示：如果存在设备的子系统为 net，并且地址 (MAC address) 为“AA:BB:CC:DD:EE:FF”，为该设备产生一个名为 public_NIC 的设备文件。

清单 11. 为指定大小的磁盘产生符号链接的规则

1	SUBSYSTEM=="block", SYSFS{size}=="71096640", SYMLINK ="my_disk"

该规则表示：如果存在设备的子系统为 block，并且大小为 71096640(block)，则为该设备的设备文件名产生一个名为 my_disk 的符号链接。

清单 12. 通过外部命令为指定序列号的磁盘产生设备文件的规则

1 2	KERNEL=="sd*[0-9]", PROGRAM=="/lib/udev/scsi_id -g -s %p", RESULT=="35000c50000a7ef67", NAME +="root_disk%n"

该规则表示：如果存在设备的内核设备名称是以 sd 开头 ( 磁盘设备 )，以数字结尾 ( 磁盘分区 )，并且通过外部命令查询该设备的 SCSI_ID 号为“35000c50000a7ef67”，则产生一个以 root_disk 开头，内核号码结尾的设备文件，并替换原来的设备文件（如果存在的话）。例如：产生设备名 /dev/root_disk2，替换原来的设备名 /dev/sda2。

运用这条规则，可以在 /etc/fstab里保持系统分区名称的一致性，而不会受驱动加载顺序或者磁盘标签被破坏的影响，导致操作系统启动时找不到系统分区。

其他常用的 udev 命令：

• udevtest:

  udevtest会针对一个设备，在不需要 uevent 触发的情况下模拟一次 udev的运行，并输出查询规则文件的过程、所执行的行为、规则文件的执行结果。通常使用 udevtest来调试规则文件。以下是一个针对设备 sda 的 udevtest例子。由于 udevtest是扫描所有的规则文件 ( 包括系统自带的规则文件 )，所以会产生冗长的输出。为了让读者清楚地了解 udevtest，本例只在规则目录里保留一条规则：

  清单 13. 为 udevtest 保留的规则

  1 2	KERNEL=="sd*", PROGRAM="/lib/udev/scsi_id -g -s %p", RESULT=="35000c50000a7ef67", NAME="root_disk%n", SYMLINK="symlink_root_disk%n"

  清单 14. udevtest 的执行过程

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  [[email protected]_RHEL5 rules.d]# udevtest /block/sda main: looking at device ‘/block/sda‘ from subsystem ‘block‘ run_program: ‘/lib/udev/scsi_id -g -s /block/sda‘ run_program: ‘/lib/udev/scsi_id‘ (stdout) ‘35000c50000a7ef67‘ run_program: ‘/lib/udev/scsi_id‘ returned with status 0 udev_rules_get_name: reset symlink list udev_rules_get_name: add symlink ‘symlink_root_disk‘ udev_rules_get_name: rule applied, ‘sda‘ becomes ‘root_disk‘ udev_device_event: device ‘/block/sda‘ already in database,                  validate currently present symlinks udev_node_add: creating device node ‘/dev/root_disk‘, major = ‘8‘,            minor = ‘0‘, mode = ‘0660‘, uid = ‘0‘, gid = ‘0‘ udev_node_add: creating symlink ‘/dev/symlink_root_disk‘ to ‘root_disk‘

  可以看出，udevtest对 sda 执行了外部命令 scsi_id, 得到的 stdout 和规则文件里的 RESULT 匹配，所以该规则匹配。然后 ( 模拟 ) 产生设备文件 /dev/root_disk和符号链接 /dev/symlink_root_disk，并为其设定权限。

• start_udev:

  start_dev命令重启 udev守护进程，并对所有的设备重新查询规则目录下所有的规则文件，然后执行所匹配的规则里的行为。通常使用该命令让新的规则文件立即生效：

  清单 15. start_udev 的执行过程

  1 2	[[email protected]_RHEL5 rules.d]# start_udev Starting udev:                                             [  OK  ]

  start_udev一般没有标准输出，所有的 udev 相关信息都按照配置文件 (udev.conf)的参数设置，由 syslog记录。

小结：

udev 是高效的设备管理工具，其最大的优势是动态管理设备和自定义设备的命名规则，因此替代 devfs 成为 Linux 默认的设备管理工具。通过阅读本文，Linux 用户能够了解到 udev 的工作原理和流程，灵活地运用 udev 规则文件，从而方便地管理 Linux 设备文件。