概述

当服务器启动时,各种磁盘设备、网络设备的初始化顺序是随机的,每次识别出的sdXethX设备可能并不完全相同。例如,如果服务器上插了U盘,再次启动,可能U盘被识别成sda设备,而原先服务器中安装的命名为sdaSAS磁盘可能被识别成sdb设备。

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。

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 下产生大量无用的设备文件。
  • 自定义命名规则:通过 Linux 默认的规则文件,udev/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。

udev 配置文件

/etc/udev/udev.conf配置有关udev服务的基本设置,例如udev_root表示设备目录是/dev/,这个文件一般不需要修改,保持默认配置就可以。

udev_log="err"

默认的日志记录级别是err,如果改为 info 或者 debug 的话,会有冗长的 udev 日志被记录下来。

主要的规则配置是位于目录/etc/udev/rules.d

udev的规则和规则文件

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:

 [[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。

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。

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。

  • 简单说明键值对的例子
KERNEL=="sda", NAME="my_root_disk", MODE="0660"

KERNEL 是匹配键,NAMEMODE 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

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。

  • udev 规则的所有操作符:
符号 说明
== 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。
  • udev 规则的匹配键
匹配键 说明
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: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。
  • udev 的重要赋值键
赋值键 说明
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。
  • udev 的值和可调用的替换操作符
说明
$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。

替换操作符的规则例子

 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”

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

sysfs 里包含了很多设备和驱动的信息。例如:设备 sdaSYSFS{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

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

udev 的简单规则

  • 产生网卡设备文件的规则
 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。

  • 为指定大小的磁盘产生符号链接的规则
 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。

  • 通过外部命令为指定序列号的磁盘产生设备文件的规则

    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 sdaudevtest 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。

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

udevtest执行过程输出

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,udevtestsda 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。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。

重新加载udev规则

udevadm control --reload-rules

也可能发行版使用的命令是udevcontrol --reload-rules

参考

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