當(dāng)前位置：首頁 > 嵌入式培訓(xùn) > 嵌入式學(xué)習(xí) > 講師博文 > SylixOS熱插拔概述
SylixOS熱插拔概述
時(shí)間：2018-09-28 來源：未知
SylixOS熱插拔概述
1. 熱插拔系統(tǒng)簡介
1.1 熱插拔系統(tǒng)
熱插拔設(shè)備指支持帶電操作的一類設(shè)備，允許用戶不關(guān)閉系統(tǒng)、不切斷電源情況下取出或更換設(shè)備。熱插拔系統(tǒng)用于管理系統(tǒng)中所有熱插拔設(shè)備的插入、拔出狀態(tài)，從而能夠讓系統(tǒng)內(nèi)部自動(dòng)完成此類設(shè)備的創(chuàng)建、刪除工作而無需用戶手動(dòng)處理。同時(shí)，熱插拔系統(tǒng)還會(huì)收集熱插拔相關(guān)信息，供應(yīng)用程序使用。SylixOS 中有一個(gè)名稱為"t_hotplug"的內(nèi)核線程，設(shè)備的熱插拔狀態(tài)通過事件的方式報(bào)告給該線程。系統(tǒng)中還有一個(gè)名為"/dev/hotplug"的虛擬設(shè)備，它負(fù)責(zé)收集相關(guān)熱插拔消息，應(yīng)用程序可通過讀取"/dev/hotplug"設(shè)備，獲得自己關(guān)心的熱插拔消息。
1.2 實(shí)現(xiàn)原理
在 SylixOS 中，可以使用如下兩種方法獲得熱插拔事件:
1.中斷產(chǎn)生，例如"mini2440"開發(fā)板上SD卡熱插拔操作，當(dāng)SD卡插入或者拔出時(shí)會(huì)觸發(fā)引腳中斷，中斷服務(wù)程序中會(huì)根據(jù)讀取的引腳狀態(tài)，產(chǎn)生相應(yīng)的熱插拔事件，將需要處理的事件加入到熱插拔工作處理隊(duì)列，等待內(nèi)核線程處理。
2. 輪詢檢測，當(dāng)有些熱插拔設(shè)備不產(chǎn)生中斷(沒有插拔中斷功能的設(shè)備)，則需要輪詢檢測某些事件標(biāo)志。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序需要將檢測函數(shù)和參數(shù)注冊(cè)到"hotplug"循環(huán)檢測鏈表中，"t_hotplug"內(nèi)核線程會(huì)定時(shí)調(diào)用檢測函數(shù)，輪詢檢測函數(shù)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)事件，等待內(nèi)核線程處理。
當(dāng)設(shè)備熱插拔操作結(jié)束時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一條熱插拔消息存入緩存區(qū)，應(yīng)用層程序可以通過讀取虛擬設(shè)備"/dev/hotplug"（熱插拔設(shè)備驅(qū)動(dòng)創(chuàng)建），從緩存區(qū)中獲取熱插拔消息。
2 讀取熱插拔消息
前文提到，熱插拔事件產(chǎn)生后會(huì)產(chǎn)生熱插拔消息，存放在"/dev/hotplug"設(shè)備的緩存區(qū)中，則應(yīng)用層可以對(duì)"/dev/hotplug"設(shè)備進(jìn)行讀取，獲得應(yīng)用層需要的熱插拔消息。由于"/dev/hotplug"設(shè)備是字符設(shè)備，所以應(yīng)用層可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行open、read、write、ioctl、close等操作，獲得應(yīng)用層所需的熱插拔消息。
2.1 獲取熱插拔消息實(shí)例
SylixOS 中定義了當(dāng)前常見的熱插拔設(shè)備消息，如 USB、SD卡、PCI等，用戶也可以自定義添加。此外，還有網(wǎng)卡的連接與斷開等與熱插拔行為相似的消息。
下面舉例說明如何獲取網(wǎng)卡熱插拔消息（本例程序是在mini2440開發(fā)板上測試運(yùn)行），測試代碼代碼清單2-1所示。
代碼清單 2-1
[cpp] view plain copy print?
•
1. #include <stdio.h>
2. #include <string.h>
3.
4. #define MSG_LEN_MAX (534)
5.
6. int main (int argc, char *argv[])
7. {
8. UINT8 pucMsgBuff[MSG_LEN_MAX];
9. INT iFd;
10. INT32 iMsgType;
11. BOOL bInsert;
12. ssize_t sstReadLen;
13.
14. CHAR *pcDevName = NULL;
15. UINT8 *pucArg = NULL;
16. UINT8 *pucTemp = NULL;
17.
18.
19. iFd = open("/dev/hotplug", O_RDONLY); /* 打開hotplug虛擬設(shè)備 */
20. if (iFd < 0) {
21. fprintf(stderr, "open /dev/hotplug failed.\n");
22. return (-1);
23. }
24.
25. ioctl(iFd, LW_HOTPLUG_FIOSETMSG, LW_HOTPLUG_MSG_NETLINK_CHANGE); /* ioctl 設(shè)置關(guān)心網(wǎng)卡熱插拔事件 */
26. while (1) {
27. sstReadLen = read(iFd, pucMsgBuff, MSG_LEN_MAX); /* 讀取熱插拔消息 */
28. if (sstReadLen < 0) {
29. fprintf(stderr, "read hotplug message error.\n");
30. close(iFd);
31. return (-1);
32. }
33. if (sstReadLen < 5) {
34. continue;
35. }
36.
37. /*
38. * 解析熱插拔消息
39. */
40. pucTemp = pucMsgBuff;
41. iMsgType = (pucTemp[0] << 24) | (pucTemp[1] << 16) | (pucTemp[2] << 8) | (pucTemp[3]);
42. pucTemp += 4;
43. bInsert = *pucTemp ? TRUE : FALSE;
44. pucTemp += 1;
45. pcDevName = (CHAR *) pucTemp;
46. pucArg = pucTemp + strlen(pcDevName) + 1;
47.
48. printf("get new hotplug message >>\n" /* 打印熱插拔消息 */
49. " message type: %d\n"
50. "device status: %s\n"
51. " device name: %s\n"
52. " arg0: 0x%01x%01x%01x%01x\n"
53. " arg1: 0x%01x%01x%01x%01x\n"
54. " arg2: 0x%01x%01x%01x%01x\n"
55. " arg3: 0x%01x%01x%01x%01x\n", iMsgType,
56. bInsert ? "insert" : "remove", pcDevName, pucArg[0], pucArg[1],
57. pucArg[2], pucArg[3], pucArg[4], pucArg[5], pucArg[6],
58. pucArg[7], pucArg[8], pucArg[9], pucArg[10], pucArg[11],
59. pucArg[12], pucArg[13], pucArg[14], pucArg[15]);
60. }
61.
62. close(iFd);
63.
64. return (0);
65. }
如代碼清單2-1所示,程序?qū)崿F(xiàn)了應(yīng)用層讀取網(wǎng)卡熱插拔消息的功能，在開發(fā)板上運(yùn)行該程序，當(dāng)發(fā)生網(wǎng)卡熱插拔操作時(shí)，會(huì)得到網(wǎng)卡熱插拔消息，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
通過分析代碼清單2-1所示代碼，用戶在讀取設(shè)備熱插拔消息時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1.以只讀方式打開"/dev/hotplug"設(shè)備，SylixOS中熱插拔消息在熱插拔設(shè)備創(chuàng)建時(shí)產(chǎn)生，并且寫入到設(shè)備中緩存區(qū)中。
2.代碼清單2-1中程序通過ioctl函數(shù)實(shí)現(xiàn)單獨(dú)監(jiān)聽網(wǎng)卡熱插拔消息的功能，應(yīng)用程序可以根據(jù)需要設(shè)置ioctl函數(shù)中的參數(shù)來獲取對(duì)應(yīng)的消息。默認(rèn)情況下是讀取所有類型熱插拔消息。
3.代碼清單2-1中read函數(shù)實(shí)現(xiàn)讀取網(wǎng)卡熱插拔消息的功能，讀取消息后對(duì)獲得的熱插拔消息進(jìn)行解析，然后輸出打印。SylixOS中對(duì)熱插拔消息格式進(jìn)行特殊規(guī)定，格式分析參照2.2節(jié)。
2.2 熱插拔消息格式
由2.1節(jié)中讀取網(wǎng)卡熱插拔消息實(shí)例可知，在SylixOS中熱插拔消息有規(guī)定的格式。下面對(duì)SylixOS熱插拔消息格式進(jìn)行分析。
消息的前4個(gè)字節(jié)標(biāo)識(shí)了消息的類型。SylixOS中已經(jīng)定義了USB鍵盤、USB鼠標(biāo)、SD存儲(chǔ)卡、SDIO無線網(wǎng)卡等熱插拔類型。在實(shí)際的硬件平臺(tái)上，設(shè)備驅(qū)動(dòng)也可以定義自己的熱插拔消息類型。
第5個(gè)字節(jié)為設(shè)備狀態(tài)，0表示拔出，1表示插入。
從第 6 個(gè)字節(jié)開始，表示設(shè)備的名稱，其內(nèi)容為一個(gè)以'\0'結(jié)束的字符串，應(yīng)用程序應(yīng)該以此為結(jié)束符得到完整的名稱。該名稱為一個(gè)設(shè)備的完整路徑名稱， 如"/dev/ttyUSB0"、"/media/sdcard0"等。由于SylixOS中，一個(gè)完整路徑名稱的大長度為512，加上結(jié)束字符'\0'，因此，dev name字段的大長度為513。
緊跟著設(shè)備名稱（'\0'字符結(jié)尾）的是 4 個(gè)可用于靈活擴(kuò)展的參數(shù)，均為4字節(jié)長度。這4個(gè)參數(shù)可適應(yīng)不同設(shè)備消息的特殊處理。SylixOS未規(guī)定每個(gè)參數(shù)的具體用法和存儲(chǔ)格式（大端或小端），完全由設(shè)備驅(qū)動(dòng)定義。
綜上論述，一個(gè)熱插拔消息的大長度為：4 + 1 + 513 + 4 + 4 + 4 + 4 = 534字節(jié)。
3 熱插拔消息產(chǎn)生
3.1 網(wǎng)卡熱插拔消息
前文已經(jīng)介紹了應(yīng)用層如何獲取熱插拔消息，本章介紹SylixOS熱插拔消息的產(chǎn)生流程。SylixOS中，熱插拔消息在熱插拔事件產(chǎn)生時(shí)產(chǎn)生，由熱插拔設(shè)備驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。
下面以網(wǎng)卡熱插拔為例，介紹網(wǎng)卡熱插拔消息產(chǎn)生流程，。
在對(duì)網(wǎng)口進(jìn)行必要的初始化后，將循環(huán)檢測函數(shù)dm9000_watchdog注冊(cè)到循環(huán)檢測鏈表中，檢測函數(shù)會(huì)根據(jù)網(wǎng)卡狀態(tài)產(chǎn)生不同的熱插拔消息，然后將熱插拔消息存入緩存區(qū)。
3.2 模擬熱插拔實(shí)現(xiàn)
下面通過信號(hào)模擬熱插拔事件，用信號(hào)SIGALRM模擬設(shè)備插入，用信號(hào)SIGUSR1模擬設(shè)備拔出。示例代碼清單3-1所示：
代碼清單3-1
[cpp] view plain copy print?
1. #define __SYLIXOS_KERNEL
2. #include <SylixOS.h>
3. #include <stdio.h>
4. #include <string.h>
5. #include <signal.h>
6. #include <pthread.h>
7. #include <unistd.h>
8.
9. static char *msg = "Dev";
10.
11. void send_event (void *arg)
12. {
13. int signum = (int)arg;
14.
15. if (signum == SIGALRM) {
16. API_HotplugEventMessage(LW_HOTPLUG_MSG_ALL, 1, msg, 0, 0, 0, 0);
17. } else if (signum == SIGUSR1){
18. API_HotplugEventMessage(LW_HOTPLUG_MSG_ALL, 0, msg, 0, 0, 0, 0);
19. }
20. }
21.
22. void pullout_handler (int signum)
23. {
24. API_HotplugEvent((VOIDFUNCPTR)send_event, (void *)signum, 0, 0, 0, 0, 0);
25. }
26.
27. void insert_handler (int signum)
28. {
29. API_HotplugEvent((VOIDFUNCPTR)send_event, (void *)signum, 0, 0, 0, 0, 0);
30. }
31.
32. int main (int argc, char *argv[])
33. {
34. int i;
35.
36. if (signal(SIGALRM, insert_handler) == SIG_ERR) {
37. fprintf(stderr, "Install signal handler failed.\n");
38. return -1;
39. }
40. if (signal(SIGUSR1, pullout_handler) == SIG_ERR) {
41. fprintf(stderr, "Install signal handler failed.\n");
42. return -1;
43. }
44.
45. for (i = 0; i < 8; ++i) {
46. alarm(2);
47. pause();
48. kill(getpid(), SIGUSR1);
49. }
50.
51. return 0;
52. }
本例利用信號(hào)模擬熱插拔事件，運(yùn)行2.1節(jié)中程序（注釋掉ioctl函數(shù)，獲取所有類型的熱插拔消息），再執(zhí)行代碼清單3-1所示程序。
4 小結(jié)
本文檔介紹了SylixOS下熱插拔系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理，以網(wǎng)卡熱插拔為例，分析熱插拔消息產(chǎn)生流程。后通過信號(hào)模擬熱插拔事件，打印出模擬的熱插拔消息。
