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Linux热插拔及mdev机制

  理解如下:

  1、创建设备类,是为了让mdev知道根据这些信息来创建设备节点,根据/sys来创建,所以从devfs开始,根文件系统就引入了一个/sys目录,/sys/dev下面都是内核加载的驱动的主从设备号

  2、class的初始化过程(在/sys/下创建class目录):

  start_kernel() ->

  rest_init() ->

  kernel_init() ->

  do_basic_setup() ->

  driver_init() ->

  classes_init()

  3、所谓的uevent机制,就是由内核来启动一个用户进程

  4、uevent通知机制:kobject_uevent() -> kobject_uevent_env()

  4.1、得到kset->uevent_ops,通过filter判断kset中的内核对象状态改变是否需要通知到用户层,返回0就不通知

  4.2、如果内核对象状态变化需要通知用户层,分配环境变量空间env,并设置环境变量

  4.3、内核来启动一个用户空间的程序,一般默认为这个属性文件(/proc/sys/kernel/hotplug)指定的进程,如:/sbin/mdev

  5、在x86系统下,用户空间一般会有udevd这个守护进程一直监听kobject_uevent通过netlink广播的uevent数据包,来获取内核的各种变化,可通过命令查看:ps -aux |grep udevd

  6、调用通知用户过程:

  设备端:device_add() ->

  kobject_uevent(&dev->kobj, KOBJ_ADD);

  驱动端:driver_register() ->

  bus_add_driver() ->

  kobject_uevent(&priv->kobj, KOBJ_ADD);

  设备端卸载:

  device_del() ->

  bus_remove_device() ->

  bus_put() ->

  kset_put() ->

  kobject_put() ->

  kobject_release() ->

  kobject_cleanup() ->

  kobject_uevent(kobj, KOBJ_REMOVE);

  device_del() -> put_device() -> kobject_put() ......

  驱动端卸载:

  driver_unregister() ->

  bus_remove_driver() -> kobject_put() ......

  driver_unregister() ->

  bus_remove_driver() ->

  bus_put() -> kset_put() -> kobject_put() ......

  7、当内核对象kset改变时,内核会采用内核对象通知机制(kobject_uevent),通知用户层,那么用户程序必须指定一个进程给/proc/sys/kernel/hotplug,比如/sbin/mdev

  8、咱们也可以替换/sbin/mdev来观察现象,但被替换的应用程序由于没有任何描述符可用,所以需要自己打开标准输入输出,如:

  fd = open("/dev/console",O_RDWR);

  fd = open("/dev/console",O_RDWR);

  替换方法:echo /mnt/t > /proc/sys/kernel/hotplug

  9、可以通过热插拔usb设备来观察现象,也可以通过自己写一个驱动程序,在驱动中调用kobject_uevent()向用户发送消息,但自己来实现向用户空间发送改变的状态,通过属性文件操作实现,那么佣有属性文件的kobject必须要隶属于一个kset,即要有subsystem。

  应用程序测试代码(参考busybox中的mdev完成),如下:

#include     // FILE
#include     // O_RDWR
#include    // getenv()


// debug:
//       echo /mnt/t > /proc/sys/kernel/hotplug
//       hotplug operation



int main(int argc, char *argv[])
{
   int i;
   int fd;
   char *env[6];
   char *pname[] = {"ACTION","DEVNAME","DEVPATH","SUBSYSTEM","FIRMWARE","SEQNUM"};

   fd = open("/dev/console",O_RDWR);
   fd = open("/dev/console",O_RDWR);

   printf("\n");
   for(i=0;i<</span>argc;i++)
      printf("argv[%d] = %s\n",i,argv[i]);
   printf("\n");
   
   env[0] = getenv("ACTION");
   env[1] = getenv("DEVNAME");
   env[2] = getenv("DEVPATH");
   env[3] = getenv("SUBSYSTEM");
   env[4] = getenv("FIRMWARE");
   env[5] = getenv("SEQNUM");

   for(i=0;i<</span>6;i++)
      if(env[i] != NULL)
         printf("%s = %s\n",pname[i],env[i]);
      
   close(0);
   close(1);
   return 0;    
}

  10、udev和mdev都有着相似的功能,即完成设备文件的动态创建,但实现机制略有不同,有时候也说成mdev是udev的嵌入式简化版

  11、两者使是用uevent 机制处理热插拔问题的用户空间程序,uevent 是“user event”的简称,是一种内核向用户空间发送信息的方式

  12、udev 是基于netlink 机制的,它在系统启动时运行了一个daemon (守护进程)程序udevd,通过监听内核发送的uevent 来执行相应的热拔插动作

  13、mdev 是基于uevent_helper 机制的,它在系统启动时修改了内核中的uevnet_helper 变量(通过写/proc/sys/kernel/hotplug),这样内核产生uevent 时会调用uevent_helper 所指的用户级程序,也就是mdev,来执行相应的热拔插动作,uevent_helper 的初始值在内核编译时可配置:

  -> Device Drivers

  -> Generic Driver Options

  (/proc/sys/kernel/hotplug) path to uevent helper

  14、udev 使用的netlink 机制在有大量uevent 的场合效率高,适合用在PC 机上;而mdev 使用的uevent_helper 机制实现简单,适合用在嵌入式系统中。

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