Linux的udev详解、安装和使用（dev下的设备每次开机的名称不固定怎么办？）

前言（问题与需求）：

在传统的devfs
1：设备映射的不确定：一个设备多次加载设备的设备文件可能不同，比如一个hub有可能是ttyUSB0或ttyUSB2或ttyUSB3
2：devfs没有足够的主辅设备号，当设备过多的时候，会出现问题。（0-255）

解决方式：

使用udev来编写规则来固定设备的映射名称。这样可以防止设备名称变动了

udev简介：

首先udev是一个基于sysfs逻辑文件系统开发的一个应用程序，是devfs的替代品。
udev‌是一个用户空间的设备管理器，很确定在用户空间运行，主要用于Linux系统中动态管理设备节点和符号链接。
udev替代了传统的devfs和hotplug机制，成为当前Linux默认的设备管理工具。
官网的描述：/dev/目录和热插拔管理守护程序（可以管理usb，scsi，block等等子设备）
udev 为一守护程序，能够在/dev/目录下动态创建和移除设备节点，处理热插拔事件，在启动时载入驱动。

udev的基本功能

1：设备管理‌：udev负责在系统启动时创建设备节点，并在设备插入或移除时动态更新/dev目录下的设备文件。只有被内核检测到的设备才会为其创建设备节点，这些节点存储在内存中，不占用磁盘空间‌。
‌2：热插拔支持‌：udev支持热插拔设备，即在系统运行时插入或移除设备。它可以动态地更新设备节点，而无需重新启动系统‌。
‌3：规则系统‌：udev使用规则文件来定义在设备事件发生时要执行的操作。这些规则可以基于设备属性、类型和其他标识符来匹配，并允许用户执行自定义脚本、设置环境变量、创建符号链接等操作‌。
‌4：设备命名‌：udev为设备节点提供一个规范的命名机制，确保相同类型的设备在不同系统上都有相似的设备节点名称，便于用户和应用程序识别‌。

udev的历史背景

在Linux 2.4版本中，devfs被引入作为动态创建设备节点的方法，但由于维护问题最终被废弃。在2.6版本的内核中，sysfs被引入，udev作为其用户空间组件，负责管理/dev目录下的设备节点和符号链接。udev替代了devfs和hotplug，成为更高效和可靠的设备管理工具‌13。
udev的架构和组件
udev的主要组件包括udev守护进程（udevd），它监听内核的uevents并根据udev规则对设备事件进行处理。udev规则定义了设备事件发生时要执行的操作，这些规则可以包含匹配键（如DEVPATH）、动作（如add或remove）等

udev的安装：

大多数linux系统默认会安装udev
centos

sudo yum install systemd-udev

ubuntu

sudo apt update
sudo apt install udev

udev的使用：

一： 配置 udev 规则

udev 的规则存储在 /etc/udev/rules.d/ 目录下。你可以通过编辑或添加新的规则文件来定制设备行为。例如，创建一个新的规则文件：

sudo vim /etc/udev/rules.d/10-custom.rules

在文件中添加规则，例如为 USB 设备设置静态设备名称：

ACTION=="add", KERNELS=="1-5.6", SUBSYSTEMS=="usb", MODE="0666", SYMLINK+="THEUSB1", GROUP="sky_api"

SUBSYSTEM==“usb”：指定子系统为USB。
ACTION==“add”：指定设备添加时执行操作。
KERNELS==“1-5.6”：内核总线的设备地址。
SYMLINK+=“THEUSB1”：在/dev/ 目录下新建一个名为THEUSB1的设备
GROUP=“sky_api”：新建的设备属于 sky_api组。
MODE=“0666”：设置设备的权限为：0666

这行规则为具有内核总线的设备地址 USB 设备创建名为 THEUSB1的符号链接。

二：重载 udev 规则

修改完 udev 规则后，需要重新加载规则，以便 udev 读取并应用这些更改：

sudo udevadm control --reload-rules
sudo udevadm trigger

或者直接重启udev（这样可能会影响正在使用的设备，导致断开连接）

sudo systemctl restart udev.service

sudo systemctl restart systemd-udevd  # 对于使用 systemd 的系统

测试规则：

插入一个符合规则的USB设备，检查是否在/dev目录下生成了名为THEUSB1的设备节点。

其它问题及使用技巧：

调试 udev

通过命令可查看udev的日志打印：

journalctl -xefu systemd-udevd
或
sudo systemctl status udev

可以使用 udevadm 来调试：

udevadm info --query=property --name=/dev/sda

这将显示 /dev/sda 的详细属性。
常见问题解决

设备节点未创建：确保你的 udev 规则正确无误，并且已经通过 udevadm trigger 触发了规则。

权限问题：确保 /etc/udev/rules.d/ 目录及其文件有适当的读写权限。通常，这些文件应该属于 root 用户和 root 组。

日志查看：查看 /var/log/messages 或使用 journalctl 来获取 udev 的日志信息，这有助于诊断问题。例如：

  journalctl -xefu systemd-udevd

通过上述步骤，你应该能够有效地管理和配置系统中的 udev

sudo systemctl restart devfs # 对于较老的系统，使用 devfs 而不是 udevd

请注意，编写和测试udev规则可能需要一定的Linux内核和设备协议知识。如果你不熟悉这些概念，建议在进行更改之前先备份重要数据，并谨慎操作。

不同系统，同一个系统的不同版本，他们的语法可能不同。需要实事求是。

udev流程图：

除了以上内容，还需要了解udev的匹配规则及运行流程可以参考：

https://blog.51cto.com/u_16213565/10618584