详解Linux实现U盘自动挂载（图文教程）


    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：
    deviceregex：
    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
    octalpermissions：
    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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