📄 udev.html
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7.4. Device and Module Handling on an LFS System
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<div class="navheader">
<div class="headertitles">
<h4>
Linux From Scratch - Version 6.1
</h4>
<h3>
Chapter 7. 配置系统启动脚本(Bootscripts)
</h3>
</div>
<ul class="headerlinks">
<li class="prev">
<a accesskey="p" href="usage.html" title="How Do These Bootscripts Work?">后退</a>
<p>
How Do These Bootscripts Work?
</p>
</li>
<li class="next">
<a accesskey="n" href="setclock.html" title="Configuring the setclock Script">前进</a>
<p>
Configuring the setclock Script
</p>
</li>
<li class="up">
<a accesskey="u" href="chapter07.html" title="Chapter 7. 配置系统启动脚本(Bootscripts)">上一级</a>.
</li>
<li class="home">
<a accesskey="h" href="../index.html" title="Linux From Scratch - Version 6.1">回首页</a>
</li>
</ul>
</div>
<div class="sect1" lang="zh_cn" xml:lang="zh_cn">
<div class="titlepage">
<h1 class="sect1">
7.4. LFS 系统的设备和模块处理 </h1>
</div>
<p>
在 <a href="../chapter06/chapter06.html">Chapter 6</a>里，我们安装了 Udev 软件包，在开始深入讨论它如何工作之前，我们先简要回顾一下以前处理设备的方法。</p>
<p>
传统上一般 Linux 系统使用创建静态设备的方法，因此在
<tt class="filename">/dev</tt> 目录下创建了大量的设备节点(有时会有数千个节点)，而不管对应的硬件设备实际上是否存在。这通常是由 <span><strong class="command">MAKEDEV</strong></span> 脚本完成的，这个脚本包含许多调用 <span><strong class="command">mknod</strong></span>
程序的命令，为可能存在的每个设备创建相应的主设备号和次设备号。而使用 udev 方式的时候，只有被内核检测到的设备才为其创建设备节点。因为每次系统启动的时候都要重新创建这些设备节点，所以它们被存储在 <tt class="systemitem">tmpfs</tt> (一种完全存在于内存里，不占用任何磁盘空间的文件系统)上，设备节点不需要很多磁盘空间，所占用的内存可以忽略不计。</p>
<div class="sect2" lang="zh_cn" xml:lang="zh_cn">
<div class="titlepage">
<h2 class="sect2">
7.4.1. 历史 </h2>
</div>
<p>
2000 年 2 月的时候，2.3.46 版本的内核引入了一种称为 <tt class="systemitem">devfs</tt> 的文件系统，在 2.4 系列稳定版本的内核都是可用的。尽管它已经出现在内核源代码中，但这种动态创建设备的方法从未得到核心内核开发者们的全力支持。</p>
<p><tt class="systemitem">devfs</tt> 存在的主要的问题是它处理设备检测、创建和命名的方式，其中设备节点的命名可能是最严重的问题。一般可接受的方式是，如果设备名是可配置的，那么设备命名策略应该由系统管理员决定，而不是由某些开发者强制规定。 <tt class="systemitem">devfs</tt> 文件系统还存在竞争条件(race conditions)的问题，这是它天生的设计缺陷，不对内核做彻底的修改就无法修正这个问题。因为近来缺乏维护，它已经被标记为 deprecated(反对的)。</p>
<p>
随着非稳定的 2.5 内核树的开发，即后来发布的 2.6 系列稳定版本内核，一种称为 <tt class="systemitem">sysfs</tt> 新的虚拟文件系统诞生了。 <tt class="systemitem">sysfs</tt> 的工作是把系统结构视图导出给用户空间的进程。有了这个用户空间可见的表示，出现 <tt class="systemitem">devfs</tt> 的用户空间替代者的可能性大大增加了。</p>
</div>
<div class="sect2" lang="zh_cn" xml:lang="zh_cn">
<div class="titlepage">
<h2 class="sect2">
7.4.2. Udev 实现 </h2>
</div>
<p>
上面简单的提到了 <tt class="systemitem">sysfs</tt> 文件系统，您可能想知道 <tt class="systemitem">sysfs</tt>
是怎么认出系统中存在的设备的，应该使用什么设备号。对于已经编入内核的驱动程序，当被内核检测到的时候，会直接在 <tt class="systemitem">sysfs</tt> 注册其对象；对于编译成模块的驱动程序，当模块载入的时候才会这样做。一旦挂载了 <tt class="systemitem">sysfs</tt>
文件系统(挂载到 <tt class="filename">/sys</tt>)，内建的驱动程序在 <tt class="systemitem">sysfs</tt> 注册的数据就可以被用户空间的进程使用，并提供给
<span><strong class="command">udev</strong></span> 以创建设备节点。</p>
<p><span><strong class="command">S10udev</strong></span>
初始化脚本负责在 Linux 启动的时候创建设备节点，该脚本首先将 <span><strong class="command">/sbin/udevsend</strong></span> 注册为热插拔事件处理程序。热插拔事件(随后将讨论)本不应该在这个阶段发生，注册 <span><strong class="command">udev</strong></span> 只是为了以防万一。然后 <span><strong class="command">udevstart</strong></span>
遍历 <tt class="systemitem">/sys</tt>
文件系统，并在 <tt class="filename">/dev</tt>
目录下创建符合描述的设备。例如：<tt class="filename">/sys/class/tty/vcs/dev</tt> 里包含“7:0”字符串，
<span><strong class="command">udevstart</strong></span> 根据这个字符串创建主设备号为 7 、次设备号为 0 的
<tt class="filename">/dev/vcs</tt> 设备。<strong class="command">udevstart</strong> 创建的每个设备的名字和权限由 <tt class="filename">/etc/udev/rules.d/</tt> 目录下的文件指定的规则来设置，这些文件以类似于 LFS 启动脚本的风格编号。如果 <span><strong class="command">udev</strong></span> 找不到所创建设备的权限文件，就将其权限设置为缺省的 600，所有者为
<span class="emphasis"><em>root:root</em></span> 。</p>
<p>上面的步骤完成后，那些已存在并已内建驱动的设备就可用了，而以模块驱动的设备呢？</p>
<p>
前面我们提到了“热插拔事件处理程序”的概念，当内核检测到一个新设备连接时，内核会产生一个热插拔事件，并在 <tt class="filename">/proc/sys/kernel/hotplug</tt> 文件里查找处理设备连接的用户空间程序。
<span><strong class="command">udev</strong></span> 初始化脚本将 <span><strong class="command">udevsend</strong></span>
注册为该处理程序。当产生热插拔事件的时候，内核让 <span><strong class="command">udev</strong></span>
在 <tt class="filename">/sys</tt> 文件系统里检测与新设备的有关信息，并为新设备在 <tt class="filename">/dev</tt> 里创建项目。</p>
<p>
这样带来了 <span><strong class="command">udev</strong></span> 存在的一个问题，之前 <tt class="systemitem">devfs</tt> 也存在同样的问题。这通常是个“先有鸡还是先有蛋”问题。大多数 Linux 发行版通过 <tt class="filename">/etc/modules.conf</tt> 配置文件来处理模块加载，对某个设备节点的访问导致相应的内核模块被加载。对
<span><strong class="command">udev</strong></span> 这个方法就行不通了，因为在模块加载前，设备节点根本不存在。为了解决这个问题，在 LFS-Bootscripts
软件包里加入了 <span><strong class="command">S05modules</strong></span> 启动脚本，以及 <tt class="filename">/etc/sysconfig/modules</tt> 文件。通过在 <tt class="filename">modules</tt> 文件里添加模块名，就可以在系统启动的时候加载这些模块，这样
<span><strong class="command">udev</strong></span> 就可以检测到设备，并创建相应的设备节点了。</p>
<p>注意，在慢速的机器上，或者对于需要创建大量设备节点的驱动程序，创建设备的过程可能需要好几秒钟，这意味着某些设备节点不能立即访问到。</p>
</div>
<div class="sect2" lang="zh_cn" xml:lang="zh_cn">
<div class="titlepage">
<h2 class="sect2">
7.4.3. 处理可热插拔/动态设备</h2>
</div>
<p>
当您插入一个设备，例如一个 USB接口的 MP3 播放器，内核会检测到设备连接，并产生一个热插拔事件，如果驱动程序已经加载(要么是因为驱动已经编入内核，要么是已经通过 <span><strong class="command">S05modules</strong></span>
启动脚本加载了)， <span><strong class="command">udev</strong></span>
将被调用，根据
<tt class="filename">/sys</tt> 目录下的 <tt class="systemitem">sysfs</tt> 数据来创建相应的设备节点。如果该设备的驱动是一个未加载的模块，将设备连接到系统上只会让内核的总线驱动产生一个热插拔事件，通知用户空间有新设备连接，但并不加载驱动。事实上，什么都没有做，设备仍然不能使用。</p>
<p>
如果刚才插入的设备有一个驱动程序模块但是尚未加载，Hotplug 软件包就有用了，它就会响应上述的内核总线驱动热插拔事件并加载相应的模块，为其创建设备节点，这样设备就可以使用了。</p>
</div>
<div class="sect2" lang="zh_cn" xml:lang="zh_cn">
<div class="titlepage">
<h2 class="sect2">
7.4.4. 创建设备的问题</h2>
</div>
<p>自动创建设备节点的时候，存在一些已知的问题：</p>
<p>
1) 某个内核驱动可能没有将其数据导出到 <tt class="systemitem">sysfs</tt> </p>
<p>
这个问题在内核源代码树之外的第三方驱动程序上尤其常见，结果是这些驱动无法创建其设备节点。用 <tt class="filename">/etc/sysconfig/createfiles</tt> 配置文件手动创建这些设备，参考内核文档里的 <tt class="filename">devices.txt</tt>文件或者该驱动的文档以获得正确的主/次设备号。</p>
<p>
2) 需要一个非硬件设备，这个问题通常出现在 ALSA(高级 Linux 声音架构)项目里的 OSS(开放声音系统)兼容模块上，这类设备可以用下面两种方法之一来处理：</p>
<div class="itemizedlist">
<ul>
<li>
<p>
将模块名添加到 <tt class="filename">/etc/sysconfig/modules</tt> </p>
</li>
<li>
<p>
在 <tt class="filename">/etc/modprobe.conf</tt> 文件里使用“install”命令行，让 <span><strong class="command">modprobe</strong></span> 命令“在加载这个模块的同时加载另一模块”。例如：</p>
<pre class="userinput"><kbd class="command">install snd-pcm modprobe -i snd-pcm ; modprobe \
snd-pcm-oss ; true</kbd></pre>
<p>
这个命令使系统在收到任何加载 <span class="emphasis"><em>snd-pcm</em></span> 驱动请求的时候，都同时加载 <span class="emphasis"><em>snd-pcm</em></span> 和 <span class="emphasis"><em>snd-pcm-oss</em></span> 模块。</p>
</li>
</ul>
</div>
</div>
<div class="sect2" lang="zh_cn" xml:lang="zh_cn">
<div class="titlepage">
<h2 class="sect2">
7.4.5. 有用的读物</h2>
</div>
<p>一些有用的补充文档可以在下列网站得到：</p>
<div class="itemizedlist">
<ul>
<li>
<p><tt class="systemitem">devfs的用户空间实现</tt> <a href="http://www.kroah.com/linux/talks/ols_2003_udev_paper/Reprint-Kroah-Hartman-OLS2003.pdf">
<i>http://www.kroah.com/linux/talks/ols_2003_udev_paper/Reprint-Kroah-Hartman-OLS2003.pdf</i></a> </p>
</li>
<li>
<p>
udev 常见问题解答 <a href="http://www.kernel.org/pub/linux/utils/kernel/hotplug/udev-FAQ">
<i>http://www.kernel.org/pub/linux/utils/kernel/hotplug/udev-FAQ</i></a> </p>
</li>
<li>
<p>
Linux 内核驱动模型 <a href="http://public.planetmirror.com/pub/lca/2003/proceedings/papers/Patrick_Mochel/Patrick_Mochel.pdf">
<i>http://public.planetmirror.com/pub/lca/2003/proceedings/papers/Patrick_Mochel/Patrick_Mochel.pdf</i></a> </p>
</li>
</ul>
</div>
</div>
</div>
<div class="navfooter">
<ul>
<li class="prev">
<a accesskey="p" href="usage.html" title="How Do These Bootscripts Work?">后退</a>
<p>
How Do These Bootscripts Work?
</p>
</li>
<li class="next">
<a accesskey="n" href="setclock.html" title="Configuring the setclock Script">前进</a>
<p>
Configuring the setclock Script
</p>
</li>
<li class="up">
<a accesskey="u" href="chapter07.html" title="Chapter 7. 配置系统启动脚本(Bootscripts)">上一级</a>.
</li>
<li class="home">
<a accesskey="h" href="../index.html" title="Linux From Scratch - Version 6.1">回首页</a>.
</li>
</ul>
</div>
</body>
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