Linux udev

Linux udev

在Linux系统中，udev是一种设备管理工具，它的作用是在Linux系统启动时为硬件设备自动创建设备文件。udev的全称是”User Device”，意为用户设备。在Linux操作系统中，一切皆为文件，硬件设备也不例外，所以每个硬件设备都对应一个设备文件用来与其进行交互，udev就是负责动态管理这些设备文件的工具。

udev的背景

在早期的Linux系统中，设备管理是由静态的设备文件来实现的，每个硬件设备在系统启动时都会为其分配一个固定的设备文件，这种方式的缺点是在设备的插拔过程中会导致设备文件的错乱和混乱，不利于系统对设备的有效管理和控制。

为了解决这个问题，udev工具应运而生。udev最早是由Kay Sievers和Greg Kroah-Hartman等人于2004年发起的一个项目，在Linux内核2.6后开始被正式引入作为Linux系统的设备管理工具。udev可以根据设备的属性来动态生成设备文件，提高了系统对设备的管理效率和准确性。

udev的工作原理

udev的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：

1. 内核通知：当Linux系统中插入一个新的设备时，内核会检测到这个事件，并将相关的设备信息传递给udev。
2. 规则匹配：udev会根据预先定义好的规则来匹配这个设备，并确定应该为其创建哪个设备文件。
3. 设备创建：当匹配成功后，udev会根据规则为设备创建相应的设备文件，并将其添加到/dev目录下，供系统使用。
4. 触发事件：如果设置了相应的触发事件，udev还可以在设备插拔时触发相应的操作，比如执行脚本或通知用户等。

udev规则

udev的核心就是规则，规则定义了设备识别的条件和设备文件的生成方式。udev的规则存放在/etc/udev/rules.d目录下，以.rules结尾的文件中，每个规则一行，格式为：

<匹配条件> <生成方式>

匹配条件可以是设备的属性、连接的接口、设备号等，通过这些条件可以精确地匹配到需要的设备；生成方式是指为设备创建的设备文件以及其他相关操作，比如挂载设备、执行脚本等。

下面是一个简单的udev规则的示例：

# 规则：当USB设备插入时，创建设备文件/dev/usb_device并授予读写权限
ACTION=="add", KERNEL=="sd*", SUBSYSTEMS=="usb", RUN+="/bin/mkdir -p /dev/usb_device", RUN+="/bin/chmod 666 /dev/usb_device"

这个规则的意思是：当一个USB设备插入时，如果内核给该设备分配了以sd开头的设备名，并且该设备属于usb子系统，那么udev会创建一个/dev/usb_device的设备文件，并且赋予读写权限。

udev如何工作

为了更好地理解udev的工作机制，我们可以通过一个简单的示例来演示。

假设我们有一个USB网卡设备插入到Linux系统中，我们希望udev可以自动为这个设备创建一个设备文件，并确保我们可以对这个设备进行读写操作。

首先，我们需要查找这个设备在系统中的属性信息，可以使用以下命令：

udevadm info -a -n /dev/sdX

其中/dev/sdX是你的USB网卡设备对应的设备文件名。

然后，我们可以根据这些属性信息编写一个udev规则，将这个规则保存在/etc/udev/rules.d目录下，并命名为10-usb-net.rules：

# 规则：当USB网卡设备插入时，为其创建设备文件/dev/usb_net并授予读写权限
ACTION=="add", KERNEL=="eth*", SUBSYSTEMS=="usb", RUN+="/bin/mkdir -p /dev/usb_net", RUN+="/bin/chmod 666 /dev/usb_net"

保存后，重新加载udev规则：

sudo udevadm control --reload-rules

最后，插入USB网卡设备，udev会根据我们定义的规则为其创建/dev/usb_net设备文件，并赋予读写权限。

总结

udev是Linux系统中重要的设备管理工具，它可以根据设备的属性动态生成设备文件，提高了系统对设备的管理效率和准确性。通过定义规则，我们可以实现对特定设备的自动识别和操作，使系统在设备插拔时更加灵活和智能。