33.Linux-实现U盘自动挂载(详解)

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:

       <device regex> <uid>:<gid> <octal permissions> [<@|$|*> <command>]

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:

<device regex> <uid>:<gid> <octal permissions> [<@|$|*> <command>]  

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

添加以下一句:

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

[1-9] : 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:

输入ls /dev/sda1  -l,可以看到都是通过mdev.conf里配置信息来创建的设备节点,如下图所示:

而取出u盘时,同样自动umount  /mnt来卸载

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