Linux熱插拔及mdev機制

理解如下：

1、創建設備類，是為了讓mdev知道根據這些信息來創建設備節點，根據/sys來創建，所以從devfs開始，根文件系統就引入了一個/sys目錄，/sys/dev下面都是內核加載的驅動的主從設備號

2、class的初始化過程(在/sys/下創建class目錄)：

\tstart_kernel() -> 
\trest_init() -> 
\tkernel_init() -> 
\tdo_basic_setup() -> 
\tdriver_init() -> 
\tclasses_init()

3、所謂的uevent機制，就是由內核來啟動一個用戶進程

4、uevent通知機制：kobject_uevent() -> kobject_uevent_env()

4.1、得到kset->uevent_ops，通過filter判斷kset中的內核對象狀態改變是否需要通知到用戶層，返回0就不通知

4.2、如果內核對象狀態變化需要通知用戶層，分配環境變量空間env，並設置環境變量

4.3、內核來啟動一個用戶空間的程序，一般默認為這個屬性文件(/proc/sys/kernel/hotplug)指定的進程，如：/sbin/mdev

5、在x86系統下，用戶空間一般會有udevd這個守護進程一直監聽kobject_uevent通過netlink廣播的uevent數據包，來獲取內核的各種變化，可通過命令查看：ps -aux |grep udevd

6、調用通知用戶過程：

設備端：device_add() ->

\tkobject_uevent(&dev->kobj, KOBJ_ADD);

驅動端：driver_register() ->

\tbus_add_driver() -> 
\tkobject_uevent(&priv->kobj, KOBJ_ADD);

設備端卸載：

\tdevice_del() ->  

\tbus_remove_device() -> 
\tbus_put() -> 
\tkset_put() -> 
\tkobject_put() -> 
\tkobject_release() -> 
\tkobject_cleanup() -> 
\tkobject_uevent(kobj, KOBJ_REMOVE);
\tdevice_del() -> put_device() -> kobject_put() ......

驅動端卸載：

\tdriver_unregister() -> 
\tbus_remove_driver() -> kobject_put() ......
\tdriver_unregister() -> 
\tbus_remove_driver() -> 
\tbus_put() -> kset_put() -> kobject_put() ......

7、當內核對象kset改變時，內核會採用內核對象通知機制(kobject_uevent)，通知用戶層，那麼用戶程序必須指定一個進程給/proc/sys/kernel/hotplug，比如/sbin/mdev

8、咱們也可以替換/sbin/mdev來觀察現象，但被替換的應用程序由於沒有任何描述符可用，所以需要自己打開標準輸入輸出，如：

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

替換方法：echo /mnt/t > /proc/sys/kernel/hotplug

9、可以通過熱插拔usb設備來觀察現象，也可以通過自己寫一個驅動程序，在驅動中調用kobject_uevent()向用戶發送消息，但自己來實現向用戶空間發送改變的狀態，通過屬性文件操作實現，那麼傭有屬性文件的kobject必須要隸屬於一個kset，即要有subsystem。

應用程序測試代碼(參考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<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<6;i++)
 if(env[i] != NULL)
 printf("%s = %s\\n",pname[i],env[i]);
 
 close(0);
 close(1);
 return 0; 
}

10、udev和mdev都有著相似的功能，即完成設備文件的動態創建，但實現機制略有不同，有時候也說成mdev是udev的嵌入式簡化版

11、兩者使是用uevent 機制處理熱插拔問題的用戶空間程序，uevent 是“user event”的簡稱，是一種內核向用戶空間發送信息的方式

12、udev 是基於netlink 機制的，它在系統啟動時運行了一個daemon (守護進程)程序udevd，通過監聽內核發送的uevent 來執行相應的熱拔插動作

13、mdev 是基於uevent_helper 機制的，它在系統啟動時修改了內核中的uevnet_helper 變量(通過寫/proc/sys/kernel/hotplug)，這樣內核產生uevent 時會調用uevent_helper 所指的用戶級程序，也就是mdev，來執行相應的熱拔插動作，uevent_helper 的初始值在內核編譯時可配置:

\t -> Device Drivers 
\t -> Generic Driver Options
\t (/proc/sys/kernel/hotplug) path to uevent helper 

14、udev 使用的netlink 機制在有大量uevent 的場合效率高，適合用在PC 機上；而mdev 使用的uevent_helper 機制實現簡單，適合用在嵌入式系統中