OpenEuler操作系统中检测插入的USB设备并自动挂载

OpenEuler操作系统中检测插入的USB设备并自动挂载

项目需求：工控机上openeuler操作系统是无界面版本的，在工控机上连接了激光雷达，当激光雷达采集完数据，我们要将采集数据导入u盘，故需要在工控机上插入u盘，操作系统自动检测并挂载u盘，进而导出数据到u盘

整体原理：
U盘插拔 -> 触发udev规则 -> 开启systemd服务 -> 调用实际挂载/卸除脚本

1.硬件连接与内核识别

当 U 盘插入工控机的 USB 接口时，内核会自动识别该 USB 设备，为其分配块设备节点（如/dev/sda，其中sda1为第一个分区，即/dev/sda1）。内核会记录设备的基本信息（如文件系统类型ext4、UUID 等，可通过blkid命令查看）。

2.udev 监测设备事件并触发规则

内核识别设备后，udev（设备管理守护进程） 会监测到 "设备添加" 事件（ACTION=="add"），并匹配你配置的/etc/udev/rules.d/99-usb-mount.rules规则：

规则中SUBSYSTEM=="block"指定只处理块设备（U 盘属于块设备），KERNEL=="sd[a-z][0-9]"匹配 U 盘分区（如sda1、sdb2等）。

当事件匹配时，udev 会通过TAG+="systemd"和ENV{SYSTEMD_WANTS}="usb-mount@%k.service"通知 systemd，触发名为usb-mount@%k.service的服务（%k会替换为实际设备名，如sda1）。

创建udev 规则

自动挂载udev规则

sudo vi /etc/udev/rules.d/99-usb-mount.rules

写入以下内容

ACTION=="add", SUBSYSTEM=="block", KERNEL=="sd[a-z][0-9]", TAG+="systemd", ENV{SYSTEMD_WANTS}="usb-mount@%k.service"
ACTION=="remove", SUBSYSTEM=="block", KERNEL=="sd[a-z][0-9]", RUN+="/bin/logger 'udev remove event: device=%k, env=$env{}'", TAG+="systemd", ENV{SYSTEMD_WANTS}="usb-umount@%k.service"

自动卸除udev规则

sudo vi /etc/udev/rules.d/99-usb-umount.rules

写入以下内容

ACTION=="remove", SUBSYSTEM=="block", KERNEL=="sd[a-z][0-9]", ENV{SYSTEMD_WANTS}="usb-umount@%k.service", RUN+="/usr/bin/logger udev remove event triggered for %k"

UDEV 规则的作用

udev 是 Linux 系统的设备管理框架，负责监测硬件设备的 "添加 / 移除" 事件，并根据规则执行预设操作。你配置的规则核心作用如下：

（1）事件匹配

ACTION=="add"：只响应 "设备添加" 事件（即 U 盘插入时触发）。

SUBSYSTEM=="block"：限定只处理块设备（U 盘、硬盘等存储设备，排除鼠标、键盘等 USB 设备）。

KERNEL=="sd[a-z][0-9]"：精确匹配 U 盘分区（如sda1、sdb3，sd是 SCSI 磁盘的前缀，[a-z]是设备序号，[0-9]是分区号）。

（2）触发后续操作

TAG+="systemd"：给事件添加systemd标签，让 systemd 接管事件处理（替代传统的RUN+直接执行命令，更可靠）。

ENV{SYSTEMD_WANTS}="usb-mount@%k.service"：指定触发的 systemd 服务，%k是动态变量，自动替换为设备名（如sda1），即实际启动usb-mount@sda1.service。

（3）移除事件处理

ACTION=="remove"：响应 U 盘移除事件，通过RUN+="/bin/logger ..."记录日志，并触发卸载服务usb-umount@%k.service，避免数据丢失。

3.systemd 服务执行挂载脚本

systemd 接收到 udev 的触发信号后，启动usb-mount@sda1.service（以sda1为例），执行服务中定义的挂载逻辑：

服务通过ExecStart=/root/workspace/auto_mount_usb.sh %I调用挂载脚本（%I传入设备名，如sda1）。

脚本需完成实际挂载操作：检查挂载点（如/mnt/usb）是否存在，执行文件系统检查（如e2fsck），最终通过mount命令将/dev/sda1挂载到/mnt/usb。

挂载成功 / 失败的日志会写入/var/log/usb_mount.log，便于排查问题（如你之前遇到的mount failed可在此日志中查看细节）。

创建systemd 服务

自动挂载usb的systemd服务

vi /etc/systemd/system/usb-mount@.service

写入以下内容

[Unit]
Description=Mount USB device to /mnt/usb
DefaultDependencies=no
After=local-fs.target

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/root/workspace/auto_mount_usb.sh %I
TimeoutSec=30
StandardOutput=append:/var/log/usb_mount.log
StandardError=append:/var/log/usb_mount.log

[Install]
WantedBy=sysinit.target

自动取消挂载usb的systemd服务

vi /etc/systemd/system/usb-umount@.service

写入以下内容

[Unit]
Description=Unmount USB device from /mnt/usb
DefaultDependencies=no

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/root/workspace/auto_unmount_usb.sh %I
TimeoutSec=30
StandardOutput=append:/var/log/usb_mount.log
StandardError=append:/var/log/usb_mount.log

[Install]
WantedBy=sysinit.target

实际挂载脚本

vi auto_mount_usb.sh

写入以下内容

echo "Processing device node: $usb_dev"

if [[ ! -b "$usb_dev" ]]; then
    echo "Device node $usb_dev does not exist or is not a block device"
    exit 1
fi


mount_dir="/mnt/usb"


sudo rm -rf "$mount_dir"/* 2>/dev/null
sudo mkdir -p "$mount_dir" || {
    echo "Failed to create mount directory: $mount_dir"
    exit 1
}

udevadm settle


timeout=20
while ! blkid "$usb_dev" >/dev/null 2>&1 && [[ $timeout -gt 0 ]]; do
    echo "Waiting for blkid to detect filesystem on $usb_dev... ($timeout s left)"
    sleep 1
    ((timeout--))
done

if ! blkid "$usb_dev" >/dev/null 2>&1; then
    echo "Device $usb_dev has no recognized filesystem"
    exit 1
fi

fs_type=$(blkid -o value -s TYPE "$usb_dev")
echo "Detected filesystem type: $fs_type"


if mount | grep -q "^$usb_dev"; then
    echo "Device $usb_dev is already mounted"
    mount | grep "^$usb_dev"
    exit 0
fi


if [[ "$fs_type" == ext* ]]; then
    echo "Running e2fsck for $usb_dev"
    e2fsck -fp "$usb_dev" || echo "e2fsck returned non-zero, continuing"
fi

uid=$(id -u)
gid=$(id -g)

case "$fs_type" in
    ext*)
        mount_options="defaults"
        ;;
    ntfs)
        mount_options="defaults,uid=$uid,gid=$gid,iocharset=utf8,utf8"
        ;;
    exfat)
        mount_options="defaults,uid=$uid,gid=$gid,iocharset=utf8,fmask=0022,dmask=0022"
        ;;
    vfat)
        mount_options="defaults,uid=$uid,gid=$gid,iocharset=utf8,fmask=0022,dmask=0022"
        ;;
    *)
        mount_options="defaults,uid=$uid,gid=$gid,iocharset=utf8"
        ;;
esac

echo "Mounting $usb_dev at $mount_dir with options: $mount_options"
if mount -t "$fs_type" -o "$mount_options" "$usb_dev" "$mount_dir"; then
    echo "Mounted $usb_dev at $mount_dir"
    df -hT "$mount_dir" | awk 'NR==1; NR>1{print}'
    echo "To unmount: umount \"$mount_dir\""
else
    echo "Mount failed for $usb_dev"
    
    sudo rm -rf "$mount_dir"/* 2>/dev/null
    exit 1
fi

echo "==========================="

实际取消挂载脚本

vi auto_unmount_usb.sh

#!/usr/bin/env bash

# USB auto-unmount script for fixed mount point
# Version: 1.1
# Date: 2025-06-09

export PATH=/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin

LOGFILE="/var/log/usb_mount.log"
exec >> "$LOGFILE" 2>&1

echo "==========================="
echo "[$(date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S')] USB auto-unmount triggered"

usb_dev="$1"
if [[ -z "$usb_dev" ]]; then
    echo "No device node provided to script"
    exit 1
fi


mount_dir="/mnt/usb"

echo "Processing device node: $usb_dev"

if mountpoint -q "$mount_dir"; then
    echo "Mount point $mount_dir is mounted, attempting to unmount"
    cd /
    if umount "$mount_dir"; then
        echo "Unmounted successfully"
    else
        echo "Normal umount failed, trying lazy unmount"
        if umount -l "$mount_dir"; then
            echo "Lazy unmount succeeded"
        else
            echo "Lazy unmount failed"
            exit 1
        fi
    fi
else
    echo "Mount point $mount_dir not mounted or does not exist"
fi

if [ -d "$mount_dir" ]; then
    echo "Cleaning up mount directory: $mount_dir"
    rm -rf "${mount_dir:?}/"* 2>/dev/null || true
    echo "Mount directory cleaned"
else
    echo "Mount directory $mount_dir does not exist"
fi

echo "==========================="

systemd 服务（usb-mount@.service）的作用

systemd 是 Linux 的系统和服务管理器，负责管理进程生命周期。你配置的usb-mount@.service是一个 "模板服务"（通过@支持动态参数），核心作用如下：

（1）定义服务依赖与时机

After=local-fs.target：确保服务在本地文件系统初始化完成后启动，避免挂载点（如/mnt/usb）未就绪的问题。

DefaultDependencies=no：禁用默认依赖，避免服务被不必要的系统事件阻塞。

（2）执行挂载逻辑

Type=oneshot：服务为 "一次性任务"（挂载是瞬时操作，完成后自动退出）。

ExecStart=/root/workspace/auto_mount_usb.sh %I：调用挂载脚本，%I传入设备名（如sda1），脚本需实现具体的挂载逻辑（检查、挂载、日志等）。

（3）日志管理

StandardOutput=append:/var/log/usb_mount.log和StandardError=append:/var/log/usb_mount.log：将挂载过程的输出和错误日志写入指定文件，便于调试（如之前的mount failed可在此日志中查看具体原因）。

（4）模板化设计

服务名中的@允许传入动态参数（如usb-mount@sda1.service、usb-mount@sdb2.service），无需为每个 U 盘分区单独创建服务，简化配置。

4.加载配置

sudo udevadm control --reload-rules
sudo systemctl daemon-reload

查看日志

cat /var/log/usb_mount.log

5.测试

未插入U盘

插入u盘

再次拔出u盘，似乎自动卸除还有点问题，但不影响项目功能，留个bug [狗头]，先不改了