2021年07月21日 | 25.Linux-实现U盘自动挂载

1.当我们每次插入u盘后，都会自动创键U盘的设备节点/dev/sda%d

  这是因为里面调用了device_create()实现的, busybox的mdev机制就会根据主次设备号等信息,在/dev下创建设备节点,如下图所示:

  而想使用上面的sda1设备节点,读写数据时,还需要使用mount /dev/sda1 /mnt,来挂载u盘才行,会显得非常麻烦,如下图所示:

2.其实,可以在/etc/mdev.conf文件里加入一行语句就能实现自动装载u盘,也可以在里面干其它与设备节点相关的事

2.1而/etc/mdev.conf又是什么？

  它是属于mdev的一个配置文件,而mdev之前就讲过了,它主要的功能是管理/dev目录底下的设备节点

  当系统中有自动注册设备节点的时候,mdev就会调用/etc/mdev.conf一次, 该文件可以实现与设备节点相关的事,比如自动装载usb,打印创建的设备节点信息等

3.我们首先来分析device_create(),是如何来调用到/etc/mdev.conf的,后面再讲如何使用mdev.conf(也可以直接跳过,直接看下面第4小节,如何使用)

  (PS: 之前创建字符设备节点用的class_device_create(),其实是和device_create功能差不多)

3.1 device_create()最终调用了:device_create()->device_register()->device_add():

device_create()->device_register()->device_add()函数如下所示:

int class_device_add(struct class_device *class_dev)

{

       ... ...

       kobject_uevent(&class_dev->kobj, KOBJ_ADD);         // KOBJ_ADD是一个枚举值

              //调用了kobject_uevent_env(kobj, action, NULL);              // action=KOBJ_ADD

}

3.2 device_create()->device_register()->device_add()->kobject_uevent_env()函数如下所示:

int kobject_uevent_env(struct kobject *kobj, enum kobject_action action,char *envp_ext[])

{

       char **envp;

       char *buffer;

       char *scratch;

       int i = 0;

       ... ...

       /* 通过KOBJ_ADD获取字符串"add",所以action_string="add"  */

       action_string = action_to_string(action);              // action=KOBJ_ADD

       /* environment index */

       envp = kzalloc(NUM_ENVP * sizeof (char *), GFP_KERNEL);      //分配一个环境变量索引值

       /* environment values */

　　　　buffer = kmalloc(BUFFER_SIZE, GFP_KERNEL);     //分配一个环境变量缓冲值      

/* event environemnt for helper process only */

/*设置环境变量*/

       envp[i++] = "HOME=/";

       envp[i++] = "PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin";

       scratch = buffer;

       envp [i++] = scratch;

       scratch += sprintf(scratch, "ACTION=%s", action_string) + 1;  //"ACTION= add"

       envp [i++] = scratch;

       scratch += sprintf (scratch, "DEVPATH=%s", devpath) + 1;

       envp [i++] = scratch;

       scratch += sprintf(scratch, "SUBSYSTEM=%s", subsystem) + 1;

       ... ...

       /*调用应用程序,比如mdev*/

       if (uevent_helper[0]) {

            char *argv [3];

              argv [0] = uevent_helper;       // uevent_helper[]= "/sbin/hotplug";

              argv [1] = (char *)subsystem;

              argv [2] = NULL;

              call_usermodehelper (argv[0], argv, envp, 0);        //调用应用程序,根据传入的环境变量参数来创建设备节点

       }

}

  从上面的代码和注释来看,最终通过*argv[], *envp[]两个字符串数组里面存的环境变量参数来创建设备节点的

3.2接下来便在kobject_uevent_env()函数里添加打印信息, 然后重新烧内核:

3.3然后我们以注册一个按键驱动为例

  输入 insmod key.ko,打印了以下语句:

class_device: argv[0]=/sbin/mdev        　　　　　    //调用mdev

class_device: argv[1]=sixth_dev                      //类名

class_device: envp[0]=HOME=/

class_device: envp[1]=PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin

class_device: envp[2]=ACTION=add     　　　　　　　　//add:表示添加设备节点,　　若=remove:表示卸载设备节点

class_device: envp[3]=DEVPATH=/class/sixth_dev/buttons 　　//设备的路径

class_device: envp[4]=SUBSYSTEM=sixth_dev            　　　　//类名

class_device: envp[5]=SEQNUM=745

class_device: envp[6]=MAJOR=252                          //主设备号

class_device: envp[7]=MINOR=0

3.4最终这些参数根据/sbin/mdev就进入了busybox的mdev.c的mdev_main()函数里：

int mdev_main(int argc, char **argv)

{

... ...

action = getenv("ACTION");       　　  //获取传进来的执行参数,它等于“add”,则表示创建设备节点

env_path = getenv("DEVPATH");  　　　　//获取设备的路径“/class/sixth_dev/buttons”

sprintf(temp, "/sys%s", env_path);   //指定temp (真正设备路径)为“/sys/class/sixth_dev/buttons”

if (!strcmp(action, "remove"))           //卸载设备节点

                    make_device(temp, 1);

else if (!strcmp(action, "add")) {       //创建设备节点

                     make_device(temp, 0);

 ... ... 

}

3.5最终调用mdev_main ()->make_device()函数来创建/卸载设备节点,该函数如下所示:

static void make_device(char *path, int delete) //delete=0:创建, delete=1:卸载

{

       /*判断创建的设备节点是否是有效的设备*/

       if (!delete) {

              strcat(path, "/dev");

              len = open_read_close(path, temp + 1, 64);

              *temp++ = 0;

              if (len < 1) return;

       }

device_name = bb_basename(path);    //通过设备路径,来获取要创建/卸载的设备节点名称

                      //例: path =“/sys /class/sixth_dev/buttons”,那么device_name=“buttons”

type = path[5]=='c' ? S_IFCHR : S_IFBLK;     //判断如果是在/sys/class/目录下,那么就是字符设备

                                              //因为块设备,是存在/sys/block/目录下的

/* 如果配置了支持mdev.conf选项，那么就解析里边内容并执行   */

 if (ENABLE_FEATURE_MDEV_CONF) { 

       /* mmap the config file */

fd = open("/etc/mdev.conf", O_RDONLY);     //调用/etc/mdev.conf配置文件

　　　　  ... ...         //开始操作 mdev.conf配置文件

}

       if (!delete) {                  //如果是创建设备节点

              if (sscanf(temp, "%d:%d", &major, &minor) != 2) return;   //获取主次设备号

　　　　　　　　/*调用mknod ()创建字符设备节点*/

if (mknod(device_name, mode | type, makedev(major, minor)) && errno != EEXIST)

                     bb_perror_msg_and_die("mknod %s", device_name);

              if (major == root_major && minor == root_minor)

                     symlink(device_name, "root");

              /*若配置了支持mdev.conf选项,则调用chown命令来改变属主,默认uid和gid=0 */

              if (ENABLE_FEATURE_MDEV_CONF) chown(device_name, uid, gid);

}

     if (delete) unlink(device_name);           //如果是卸载设备节点

}

  从上面的代码和注释分析到,要使用mdev.conf配置文件,还需要配置busybox的menuconfig, 使mdev支持mdev.conf选项才行

  如下图,进入busybox目录,然后输入make menuconfig,发现我们已经配置过了该选项了

4.接下来,便来看看如何使用mdev.conf, 参考busybox-1.7.0/docs/mdev.txt文档

  使用方法如下所示:

the format:

        : [<@|$|*> ]

The special characters have the meaning:

@ Run after creating the device.

$ Run before removing the device.

* Run both after creating and before removing the device.

大概就是：

配置文件格式：

: [<@|$|*> ]  

  各个参数代表的含义如下：

  device regex：

  正则表达式，来表达哪一个设备 ,正则表达式讲解链接:https://deerchao.net/tutorials/regex/regex.htm

  uid:

  owner (uid,gid:注册设备节点时,就会被chown命令调用,来改变设备的属主,默认都填0即可)

  gid:

  组ID

  octal permissions：

  以八进制表示的权限值,会被chmod命令调用,来更改设备的访问权限,默认填660即可

  @ : 创建设备节点之后执行命令

  $ : 删除设备节点之前执行命令

  * : 创建设备节点之后 和 删除设备节点之前 执行命令

  command : 要执行的命令

5.接下来便来使用mdev.conf,实现u盘自动装载

vi /etc/mdev.conf

1

  添加以下一句:

sda[1-9]+ 0:0 660 * if [ $ACTION = "add" ]; then mount /dev/$MDEV /mnt; else umount /mnt; fi

1

  [1-9] : 匹配1~9的数字,

  + : 重复匹配一次或更多次

  $ACTION==“add” :表示注册设备节点,否则就是注销设备节点

  /dev/$MDEV 　　 :表示要创建/注销的那个设备节点

  所以当我们插上u盘,自动创建了/dev/sda1时,mdev便会进入/etc/mdev.conf配置文件,然后执行mount /dev/ 命令,即可自动装载U盘,如下图所示:

  而取出u盘时,同样自动umount /mnt来卸载