Linux热插拔及mdev机制

来源：互联网发布：oracle表索引优化编辑：程序博客网时间：2024/05/02 04:26

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()

11.1、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

11.2、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

11.3、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);

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“userevent”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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