Linux驱动如何实现热插拔支持

在Linux中，热插拔（热拔插）是指在系统运行过程中插入或拔出设备，而无需重启系统。为了实现热插拔支持，Linux内核提供了一套完整的机制，包括事件通知、设备状态管理和驱动程序的动态加载等。以下是实现热插拔支持的基本步骤：

1. 注册热插拔事件监听器

首先，你需要注册一个热插拔事件监听器，以便在设备插入或拔出时接收通知。这通常通过udev规则或inotify机制来实现。

使用udev规则

udev是Linux的设备管理器，可以用来监控设备事件并执行相应的动作。

1. 创建udev规则文件： 在/etc/udev/rules.d/目录下创建一个新的规则文件，例如99-hotplug.rules。

   sudo nano /etc/udev/rules.d/99-hotplug.rules
   

2. 编写规则： 根据设备的属性（如设备类型、供应商ID、产品ID等）编写规则。例如，为某个USB设备编写规则：

   ACTION=="add", SUBSYSTEM=="usb", ATTR{idVendor}=="1234", ATTR{idProduct}=="5678", RUN+="/path/to/your/script.sh"
   ACTION=="remove", SUBSYSTEM=="usb", ATTR{idVendor}=="1234", ATTR{idProduct}=="5678", RUN+="/path/to/your/script.sh"
   

3. 重新加载udev规则： 使新规则生效。

   sudo udevadm control --reload-rules && sudo udevadm trigger
   

使用inotify

inotify是Linux的内核子系统，用于监控文件系统事件。

1. 安装inotify-tools： 如果尚未安装，可以使用包管理器安装。

   sudo apt-get install inotify-tools  # Debian/Ubuntu
   sudo yum install inotify-tools      # CentOS/RHEL
   

2. 编写脚本： 编写一个脚本来监控设备目录的变化。

   #!/bin/bash
   inotifywait -m /sys/bus/usb/devices -e create,delete |
   while read path action file; do
       if [ "$action" == "CREATE" ]; then
           echo "Device added: $file"
           # 执行你的逻辑
       elif [ "$action" == "DELETE" ]; then
           echo "Device removed: $file"
           # 执行你的逻辑
       fi
   done
   

3. 运行脚本： 在后台运行脚本。

   nohup ./your_script.sh &
   

2. 处理设备状态变化

当设备插入或拔出时，你需要处理设备状态的变化。这通常涉及更新设备状态、重新配置设备或通知用户。

更新设备状态

在驱动程序中，你可以使用udev提供的API来获取设备信息并更新设备状态。

#include <linux/udev.h>

static int my_device_probe(struct platform_device *pdev)
{
    struct udev *udev;
    struct udev_device *dev;

    udev = udev_new();
    if (!udev) {
        pr_err("Failed to create udev context\n");
        return -ENOMEM;
    }

    dev = udev_device_new_from_sysname(udev, "usb/%s", pdev->name);
    if (!dev) {
        pr_err("Failed to get udev device\n");
        udev_unref(udev);
        return -EINVAL;
    }

    // 获取设备属性
    const char *vendor_id = udev_device_get_property_value(dev, "ID_VENDOR_ID");
    const char *product_id = udev_device_get_property_value(dev, "ID_MODEL_ID");

    // 处理设备状态变化
    if (vendor_id && product_id) {
        pr_info("Device %s added: Vendor ID=%s, Product ID=%s\n", pdev->name, vendor_id, product_id);
        // 执行你的逻辑
    }

    udev_device_unref(dev);
    udev_unref(udev);

    return 0;
}

通知用户

你可以使用notify-osd、libnotify或其他通知机制来通知用户设备状态的变化。

#include <libnotify/notify.h>

void notify_device_added(const char *message)
{
    notify_init("Device Added");
    NotifyNotification *notification = notify_notification_new(message, NULL, NULL);
    notify_notification_show(notification, NULL);
    g_object_unref(G_OBJECT(notification));
}

void notify_device_removed(const char *message)
{
    notify_init("Device Removed");
    NotifyNotification *notification = notify_notification_new(message, NULL, NULL);
    notify_notification_show(notification, NULL);
    g_object_unref(G_OBJECT(notification));
}

3. 动态加载驱动程序

在某些情况下，你可能需要动态加载或卸载驱动程序以支持热插拔。

使用kmod

kmod是Linux的内核模块管理器，可以用来动态加载和卸载内核模块。

1. 编写脚本： 编写一个脚本来加载或卸载内核模块。

   #!/bin/bash
   if [ "$1" == "load" ]; then
       sudo modprobe my_module
   elif [ "$1" == "unload" ]; then
       sudo modprobe -r my_module
   fi
   

2. 运行脚本： 在热插拔事件发生时运行脚本。

   /path/to/your/script.sh load  # 加载模块
   /path/to/your/script.sh unload # 卸载模块
   

通过以上步骤，你可以在Linux系统中实现热插拔支持，确保系统能够及时响应设备的插入和拔出事件，并进行相应的处理。