Linux设备模型
发布时间:2009-12-14 17:00
发布者:linux_Ultra
Linux设备驱动程序学习(15) -Linux设备模型(热插拔、mdev 与 firmware) 热插拔 有 2 个不同角度来看待热插拔: 从内核角度看,热插拔是在硬件、内核和内核驱动之间的交互。 从用户角度看,热插拔是内核和用户空间之间,通过调用用户空间程序(如hotplug、udev 和 mdev)的交互。 当需要通知用户内核发生了某种热插拔事件时,内核才调用这个用户空间程序。 现在的计算机系统,要求 Linux 内核能够在硬件从系统中增删时,可靠稳定地运行。这就对设备驱动作者增加了压力,因为在他们必须处理一个毫无征兆地突然出现或消失的设备。 热插拔工具 当用户向系统添加或删除设备时,内核会产生一个热插拔事件,并在 /proc/sys/kernel/hotplug 文件里查找处理设备连接的用户空间程序。这个用户空间程序主要有 hotplug:这个程序是一个典型的 bash 脚本,只传递执行权给一系列位于 /etc/hot-plug.d/ 目录树的程序。hotplug 脚本搜索所有的有 .hotplug后缀的可能对这个事件进行处理的程序并调用它们, 并传递给它们许多不同的已经被内核设置的环境变量。(基本已被淘汰,具体内容请参阅《LDD3》) udev :用于linux2.6.13或更高版本的内核上,为用户空间提供使用固定设备名的动态/dev目录的解决方案。它通过在 sysfs 的 /class/ 和/block/ 目录树中查找一个称为 dev的文件,以确定所创建的设备节点文件的主次设备号。所以要使用udev,驱动必须为设备在sysfs中创建类接口及其dev属性文件,方法和sculld模块中创建dev属性相同。 udev的资料网上十分丰富,我就不在这废话了,给出以下链接有兴趣的自己研究: 《UDEV Primer》(英文),地址: http://webpages.charter.net/decibelshelp/LinuxHelp_UDEVPrimer.html 《udev规则编写》(luofuchong翻译),地址: http://www.cnitblog.com/luofuchong/archive/2007/12/18/37831.html 《什么是udev》地址: http://blog.csdn.net/steganography/archive/2006/04/10/657620.aspx 《udev-FAQ 中文翻译》地址: http://gnawux.bokee.com/3225765.html 《udev轻松上路》地址: http://www.blog.edu.cn/user1/3313/archives/2007/1635169.shtml 《Udev (简体中文)》地址: http://wiki.archlinux.org/index.php/Udev_(%E7%AE%80%E4%BD%93%E4%B8%AD%E6%96%87 ) Udev官方主页: http://www.kernel.org/pub/linux/utils/kernel/hotplug/udev.html 下载地址: http://www.kernel.org/pub/linux/utils/kernel/hotplug/ 在《LFS》中也有介绍udev的使用,很值得参考!下载地址: http://lfs.osuosl.org/lfs/downloads/stable/ mdev:一个简化版的udev,是busybox所带的程序,十分适合嵌入式系统。 因为hotplug现在也在被慢慢地淘汰,udev不再依赖hotplug了,所以这里不再介绍; udev较mdev复杂,不太适合嵌入式使用。(本人也有做udev的实验,交叉编译是通过了,但是使用上有问题,没有实现其功能。也许是我的文件系统没做好,以后有时间再研究和写记录。有成功高人的通知一声,交流一下经验。^_^谢谢!); mdev简单易用,比较适合嵌入式系统,实验成功。以下详细介绍mdev的使用。 mdev 在一开始建立根文件系统时,我根据 WeiBing 的博客上《UDEV on embeded Linux-2.6.19.2》(地址: http://weibing.blogbus.com/logs/4485453.html )这篇文章的提示,开始使用mdev,但是当时只是启动时mdev -s一下,并没有深究。现在在学习了Linux设备模型之后,对于Linux中/dev目录的动态管理有了更深的认识,并认真的看了一下busybox中的mdev.txt文档并翻译了一下,做成了PDF(下载地址: http://blogimg.chinaunix.net/blog/upfile2/080111091002.pdf ),在看下面的内容时请先看看这篇文档。 先声明一个要点:要实现设备节点文件的自动、动态的增删,必须在你自己的驱动源码中实现 类 接口,并在类设备的目录中添加包含设备号的名为“dev”的属性文件。 mdev原理及bug 要使用mdev,适当知道一下原理是必不可少的(能完整地研究mdev源码是最好的)。说实话起初我并没有想看mdev的源码,是在使用时发现了问题后才去研究了一下mdev的源码。现在简单介绍一下mdev的原理: 执行mdev -s:以‘-s’为参数调用位于/sbin目录写的mdev(其实是个链接,作用是传递参数给/bin目录下的busybox程序并调用它),mdev扫描 /sys/class 和/sys/block中所有的类设备目录,如果在目录中含有名为“dev”的文件,且文件中包含的是设备号,则mdev就利用这些信息为这个设备在/dev下创建设备节点文件。一般只在启动时才执行一次 “mdev -s”。 热插拔事件:由于启动时运行了命令:echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug,那么当有热插拔事件产生时,内核就会调用位于 /sbin目录的mdev。这时mdev通过环境变量中的 ACTION 和DEVPATH,来确定此次热插拔事件的动作以及影响了/sys中的那个目录。接着会看看这个目录中是否有“dev”的属性文件,如果有就利用这些信息为这个设备在/dev 下创建设备节点文件。 源码的bug(个人意见):由于mdev是通过判断“dev”属性文件的路径字符串中的第6个字符是否为‘c’,来决定设备是字符设备还是块设备【type = (path[5] == 'c' ? S_IFCHR : S_IFBLK);例如path = "/sys/class/ldd/sculld*/"为字符设备,而/sys/devices/ldd0/sculld*/就会被误判为块设备】,那么如果你在非 /sys/class 和 /sys/block目录下建立了“dev”属性文件且内容是设备号(像sculld中就这样做了),那么mdev也会在/dev下创建设备节点文件。这样可能所创建的设备节点文件是错的。 以我实验为例,我以上一篇的文章中的sculld为基础,加上了类接口(这样在/sys/devices/ldd0/sculld*/和 /sys/class/ldd/sculld* 中都有内容为设备号的“dev”属性文件)。在运行时发现一直会将有的sculld*创建为块设备节点文件。郁闷死了,难道我的驱动有错???最后研究了mdev源码之后发现,只要在/sys中建立了“dev”属性文件且内容是设备号,mdev就会以所在的目录为名在/dev下创建设备节点文件。像sculld模块,mdev会为一个设备创建两次设备文件,由于文件名一样,第二次的文件会覆盖第一次的。如果第二次是因为/sys/devices/ldd0/sculld*/dev 产生的设备节点文件,那么设备节点文件就会被错误地创建为块设备。 我认为这个bug的解决办法有如下两种: (1)在你写驱动的时候,只在/sys/class 和 /sys/block 中的类设备目录中存在包含设备号的“dev”属性文件。(你无法保证被人的驱动会这么做) (2)修正mdev源码: 修改/busybox-1.9.0/util-linux/mdev.c文件的第328行: if (!strcmp(action, "remove")) make_device(temp, 1); else if (!strcmp(action, "add")) { if (env_path[2]=='l') make_device(temp,0); //tekkamanninja if (ENABLE_FEATURE_MDEV_LOAD_FIRMWARE) load_firmware(getenv("FIRMWARE"), temp); } 也就是在增加设备节点文件之前检查/sys/目录下的路径是否为/class和/block(通过检查路径字符串的第3个字符是否为‘l’)。 本人推荐第二种做法! mdev使用 mdev的使用在busybox中的mdev.txt文档已经将得很详细了。但作为例子,我简单讲讲我的使用过程: (1)在编译时加上对mdev的支持(我是使用的是busybox1.9.0): Linux System Utilities --->
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