9.3. Взаимодействие с устройствами и модулями

9.3.2.1. Sysfs

Краткое описание файловой системы sysfs было представлено выше. Можно задаться вопросом, как sysfs получает информацию об устройствах в системе, и о том, какие номера устройств должны использоваться для них. Драйверы, скомпилированные в ядро, регистрируют свои объекты в sysfs (внутри devtmpfs), по мере обнаружения ядром. Для драйверов, которые скомпилированы в виде модулей, регистрация происходит при его загрузке. После монтирования файловой системы sysfs (в каталог /sys), данные, зарегистрированные драйверами, в sysfs, станут доступны для пользовательского пространства и udevd для обработки (включая модификацию узлов устройств).

9.3.2.2. Создание узла устройства

Файлы устройств создаются ядром в файловой системе devtmpfs. Любой драйвер, которому необходимо зарегистрировать узел устройства, будет использовать для этого devtmpfs (через системный драйвер ядра). Когда экземпляр devtmpfs монтируется в каталог /dev, узел устройства будет доступен в пользовательском пространстве с фиксированным именем, разрешениями и владельцем.

Через некоторое время, ядро отправит uevent в udevd. На основе правил, которые указанны в файлах в каталогах /etc/udev/rules.d, /lib/udev/rules.d, и /run/udev/rules.d, udevd создаст дополнительные символические ссылки на узлы устройств, или сменит разрешения, владельца или группу, или изменит запись (имя) во внутренней базе данных udevd для этого объекта.

Правила в этих трёх каталогах пронумерованы и используются совместно. Если udevd не может найти правило для устройства, он оставит права доступа и владельца на devtmpfs, которые были установлены изначально.

9.3.2.3. Загрузка модуля

Драйверы устройств, скомпилированные в виде модулей ядра могут содержать встроенные псевдонимы. Псевдонимы можно увидеть просмотрев вывод программы modinfo, обычно они связаны со специфичными для шины идентификаторами устройств, которые поддерживается модулем. Например, драйвер snd-fm801 подерживает PCI устройства с идентификатором поставщика 0x1319 и идентификатором устройства 0x0801, и имеет псевдоним «pci:v00001319d00000801sv*sd*bc04sc01i*». Для большинства устройств, драйвер шины экспортирует псевдонимы драйвера, которые будет обрабатывать устройство через sysfs. Например, файл /sys/bus/pci/devices/0000:00:0d.0/modalias может содержать строку «pci:v00001319d00000801sv00001319sd00001319bc04sc01i00». Правила по умолчанию, которые предоставлены Udev, заставят udevd вызвать /sbin/modprobe с содержимым, которое находится в значении переменной окружения MODALIAS uevent (которое должно совпадать с содержимым файла modalias в sysfs), тем самым загружая все модули, чьи псевдонимы совпадают в строке после расширения подстановочных знаков

В указанном примере, это означает, что в дополнение к snd-fm801 будет загружен устаревший (и нежелательный) драйвер forte, если он будет доступен. Ниже приведены способы, как можно предотвратить загрузку нежелательных драйверов.

Само ядро также способно загружать модули для сетевых протоколов, файловых систем и поддержки NLS по запросу.

9.3.2.4. Работа с устройствами с горячей заменой или динамическими устройствами

При подключении устройства, например, MP3-плеер, к универсальной последовательной шине (USB), ядро распознает, что устройство подключено, и генерирует событие uevent. Затем это событие обрабатывается udevd, как было описано выше.

9.3.3.1. Модуль ядра не загружается автоматически

Udev загрузит модуль только в том случае, если у него есть псевдоним, специфичный для шины, и драйвер шины правильно экспортирует необходимые псевдонимы в sysfs. В других случаях следует организовать загрузку модуля иными способами. Известно, что, начиная с версии Linux-6.4.12, udev, выполняет загрузку правильно написанных драйверов для INPUT, IDE, PCI, USB, SCSI, SERIO, и FireWire устройств.

Чтобы определить, имеет ли требуемый драйвер устройства необходимую поддержку Udev, запустите modinfo с именем модуля в качестве аргумента. Далее, попробуйте найти каталог устройства в /sys/bus и проверьте, есть ли там файл modalias.

Если файл modalias существует в sysfs, то драйвер, который поддерживает устройство, может обращаться к нему напрямую, но не имеет псевдонима, это ошибка в драйвере. Загрузите драйвер без помощи Udev и ожидайте, что проблема будет исправлена позднее.

Если же в каталоге /sys/bus нет файла modalias, это означает, что разработчики ядра еще не добавили поддержку modalias к этому типу шины. В Linux-6.4.12 это относится к шиной ISA. Ожидайте, что эта проблема будет исправлена в более поздних версиях ядра.

Udev не предназначен для загрузки драйверов «обёрток», таких как snd-pcm-ossи не аппаратных драйверов, например, loop.

9.3.3.2. Модуль ядра не загружается автоматически и Udev не предназначен для его загрузки

Если модуль «обёртка» только расширяет функциональность, предоставляемую каким-либо другим модулем (например модуль snd-pcm-oss расширяет функциональность модуля snd-pcm, давая возможность звуковым картам быть доступными для OSS приложений), настройте modprobe для загрузки оболочки после того, как Udev загрузит обернутый модуль. Для этого добавьте строку «softdep» в файл, который находится в каталоге /etc/modprobe.d/<filename>.conf. Например:

softdep snd-pcm post: snd-pcm-oss

Обратите внимание, что команда «softdep» разрешает добавлять pre: зависимости, или одновременно pre: и post: зависимости. Обратитесь к документации modprobe.d(5) для изучения синтаксиса и возможностей «softdep».

9.3.3.3. Udev загружает какой-то нежелательный модуль

Либо не создавайте модуль, либо занесите его в черный список в файле /etc/modprobe.d/blacklist.conf, как это сделано с модулем forte в примере ниже:

blacklist forte

Модули, занесенные в черный список, можно загрузить вручную с помощью явной команды modprobe.

9.3.3.4. Udev неправильно создает устройство или делает неправильную символическую ссылку

Это обычно происходит, если правило неожиданно совпадает с другим устройством. Например, плохо написанное поставщиком оборудования правило может соответствовать как диску SCSI(искомое устройство), так и универсальному устройству SCSI (неправильно). Найдите ошибочное правило и исправьте его с помощью команды udevadm info.

9.3.3.5. Правило Udev работает ненадежно

Это может быть проявлением предыдущей проблемы. В ином случае, если правило использует атрибуты файловой системы sysfs, то это может быть проблемой синхронизации ядра, которая будет исправлена в более поздних версиях ядра. Но вы можете обойти проблему, создав правило, которое ожидает используемый атрибут sysfs и добавляет его к файлу правил /etc/udev/rules.d/10-wait_for_sysfs.rules (создайте его, если файл не существует). Пожалуйста, сообщите в списке рассылки разработчиков LFS, если это решение вам поможет.

9.3.3.6. Udev не создаёт устройство

Во-первых, убедитесь, что драйвер встроен в ядро или уже загружен как модуль, и, что udev не создает устройство с неправильным именем.

Если драйвер ядра не экспортирует свои данные в sysfs, udev не хватает информации, необходимой для создания узла устройства. Это, вероятнее всего, произойдет со сторонними драйверами, которых нет в дереве исходного кода ядра. Создайте статический узел в каталоге /usr/lib/udev/devices с соответствующими старшим/младшим номерами (смотрите файл devices.txt в документации к ядру или документации, предоставленной сторонним поставщиком драйвера). Статический узел будет скопирован в /dev с помощью udev.

9.3.3.7. Порядок присвоения имен устройствам меняется случайным образом после перезагрузки

Это связано с тем, что udev обрабатывает события uevents и загружает модули параллельно, а значит в непредсказуемом порядке. Это никогда не будет «исправлено». Вы не должны полагаться на то что имена устройств ядра стабильны. Вместо этого создайте свои собственные правила, которые делают символические ссылки со стабильными именами на основе некоторых неизменяемых атрибутов устройства, таких как серийный номер или вывод различных утилит *_id, установленных Udev. Смотрите Раздел 9.4, «Управление устройствами» и Раздел 9.2, «Настройка сети» для примера.