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-- linux爱好者,业余时间热衷于分析linux内核源码 -- 目前主要研究云计算和虚拟化相关的技术,主要包括libvirt/qemu,openstack,opennebula架构和源码分析。 -- 第五届云计算大会演讲嘉宾 微博:@Marshal-Liu

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分类: LINUX

2010-12-02 15:36:18

Udev相关的文章很多,本文的主要目的不是提供一个完整的教学文档,对其使用,只是给出网上现有的主要资源。着重分析其基本工作原理以及在使用中遇到的一些README文档没有明确说明的问题。
 
1         基本概念
udev文件系统是针对2.6内核,提供一个基于用户空间的动态设备节点管理和命名的解决方案,网上关于为什么要使用udev文件系统,udev文件系统和devfs文件系统的比较,等等的文章已经很多了,如果你想了解这方面的内容,请直接搜索相关的关键字。
 
src code的下载地址:
 
此外,关于udev的rules规则的撰写,网上也有很多文章,如果要获得最准确的版本,可以在src code的代码树里找到writing_udev_rules的帮助文档,这个文档其实没有逐条介绍rules的所有关键字,可以结合man udev 和 udev自带的一些rules文件来理解如何撰写你所需要的规则文件。
 
2         安装和启动
2.1        安装
Udev的代码树里的版本很多,我下载的最新的版本是udev-117,配合2.6.21版本的内核能够正常使用。网上很多文章介绍的可能都是稍微早期一些的版本,有些步骤包括udev的README文档似乎描述的不是很准确。
 
基本上这个版本的udev需要注意的是,安装时只需要udevd,udevadm两个文件,其它必需的包括udevtrigger等只是udevadm的一个符号链接。udevstart不是必需的。当然Udev.conf等配置文件还是一样。
2.2        启动
你可以在启动脚本中用udevd –d 参数启动udev文件系统的守护进程,然后使用udevtrigger将buildin的设备驱动的节点创建出来,以后模块插入移除时节点的管理会自动处理。
 
能够正常加载udev的前提,基本包括如下操作:
 
Ø       设置路径变量
Ø       加载sysfs文件系统
Ø       加载一个基于ram的可写的/dev目录(其实,只要提供一个可写的目录即可,目录路径本身也是可以配置的)
Ø       /dev目录下需要有已经创建好的 console节点和null节点
脚本类似:
 
# Set the path
PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin
export PATH
 
# mount proc and devpts filesystem
/bin/mount -a
mknod /dev/console c 5 1
mknod /dev/null c 1 3
/sbin/udevd -d
/sbin/udevtrigger
 
Mount使用的fstab文件类似:
 
none                    /tmp                    ramfs   defaults        0 0
udev                    /dev                    ramfs   defaults        0 0
none                    /proc                   proc    defaults        0 0
sysfs                   /sys                    sysfs   defaults        0 0
 
当然,你的系统上可能还会需要预先创建一些其它的设备节点,比如串口的ttySx 才能正常启动shell,完成以上脚本的执行,那就要看具体情况了。
 
3         使用中的一些问题的思考
3.1        关于规则的多次匹配
帮助文档中说一个设备可以被多条规则多次匹配,不过,需要明确的一点是:
多次匹配只能添加多个Symlink,不能创建多个Name:
 
例如:
KERNEL=="mtdblock4", NAME+="mtdbb4"
KERNEL=="mtdblock4", NAME+="%k"
就只会创建 /dev/mtdbb4 而不会创建/dev/mtdblock4
 
而类似:
KERNEL=="mtdblock4", NAME+="mtdbb4"
KERNEL=="mtdblock4", SYMLINK+="mtdbb4link"
是可以正常工作的。
 
3.2        关于udev.conf的语法
可能大家会发现,似乎没有什么详细文档描述udev.conf的写法,实际上从udevd的代码里可以看出:
 
udev.conf文件里面只会解析这三个参数:
 
udev_root 定义udev的目录路径
udev_rules 定义udev的规则文件的目录路径
udev_log 定义log的级别
 
也许以后会添加一些别的配置参数?
 
4         基本工作原理方面的问题
这部分主要是分析了一下udev的source code,对一些自己关心的问题的理解
 
4.1        Udevd如何获取内核的这些模块动态变化的信息
 
设备节点的创建,是通过sysfs接口分析dev文件取得设备节点号,这个很显而易见。那么udevd是通过什么机制来得知内核里模块的变化情况,如何得知设备的插入移除情况呢?当然是通过hotplug机制了,那hotplug又是怎么实现的?或者说内核是如何通知用户空间一个事件的发生的呢?
 
答案是通过netlink socket通讯,在内核和用户空间之间传递信息。
 
内核调用kobject_uevent函数发送netlink message给用户空间,这部分工作通常不需要驱动去自己处理,在统一设备模型里面,在子系统这一层面,已经将这部分代码处理好了,包括在设备对应的特定的Kobject创建和移除的时候都会发送相应add和remove消息,当然前提是你在内核中配置了hotplug的支持。
Netlink socket作为一种内核与用户空间的通信方式,不仅仅用在hotplug机制中,同样还应用在其它很多真正和网络相关的内核子系统中。
 
Udevd通过标准的socket机制,创建socket连接来获取内核广播的uevent事件 并解析这些uevent事件。
 
4.2        Udevd如何监控规则文件的变更
如果内核版本足够新的话,在规则文件发生变化的时候,udev也能够自动的重新应用这些规则,这得益于内核的inotify机制, inotify是一种文件系统的变化通知机制,如文件增加、删除等事件可以立刻让用户态得知。
 
在udevd中,对inotify和udev的netlink socket文件描述符都进行了select的等待操作。有事件发生以后再进一步处理。
 
4.3        Udevtrigger的工作机制?
运行udevd以后,使用udevtrigger的时候,会把内核中已经存在的设备的节点创建出来,那么他是怎么做到这一点的? 分析udevtrigger的代码可以看出:
 
udevtrigger通过向/sysfs 文件系统下现有设备的uevent节点写"add"字符串,从而触发uevent事件,使得udevd能够接收到这些事件,并创建buildin的设备驱动的设备节点以及所有已经insmod的模块的设备节点。
 
所以,我们也可以手工用命令行来模拟这一过程:
 
/ # echo "add" > /sys/block/mtdblock2/uevent
/ #
/ # UEVENT[178.415520] add      /block/mtdblock2 (block)
 
但是,进一步看代码,你会发现,实际上,不管你往uevent里面写什么,都会触发add事件,这个从kernel内部对uevent属性的实现函数可以看出来,默认的实现是:
static ssize_t store_uevent(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
                         const char *buf, size_t count)
{
       kobject_uevent(&dev->kobj, KOBJ_ADD);
       return count;
}
所以不管写的内容是什么,都是触发add操作,真遗憾,我还想通过这个属性实验remove的操作。 不知道这样限制的原因是什么。
 
而udevstart的实现方式和udevtrigger就不同了,它基本上是重复实现了udevd里面的机制,通过遍历sysfs,自己完成设备节点的创建,不通过udevd来完成。
 
4.4        其它
Ø       udevd创建每一个节点的时候,都会fork出一个新的进程来单独完成这个节点的创建工作。
 
Ø       Uevent_seqnum 用来标识当前的uevent事件的序号(已经产生了多少uevent事件),你可以通过如下操作来查看:
 
$ cat /sys/kernel/uevent_seqnum
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给主人留下些什么吧!~~

chinaunix网友2010-12-05 15:10:51

很好的, 收藏了 推荐一个博客,提供很多免费软件编程电子书下载: http://free-ebooks.appspot.com