SylixOS熱插拔概述
時間：2018-09-28 來源：未知
SylixOS熱插拔概述
1. 熱插拔系統簡介
1.1 熱插拔系統
熱插拔設備指支持帶電操作的一類設備，允許用戶不關閉系統、不切斷電源情況下取出或更換設備。熱插拔系統用于管理系統中所有熱插拔設備的插入、拔出狀態，從而能夠讓系統內部自動完成此類設備的創建、刪除工作而無需用戶手動處理。同時，熱插拔系統還會收集熱插拔相關信息，供應用程序使用。SylixOS 中有一個名稱為"t_hotplug"的內核線程，設備的熱插拔狀態通過事件的方式報告給該線程。系統中還有一個名為"/dev/hotplug"的虛擬設備，它負責收集相關熱插拔消息，應用程序可通過讀取"/dev/hotplug"設備，獲得自己關心的熱插拔消息。
1.2 實現原理
在 SylixOS 中，可以使用如下兩種方法獲得熱插拔事件:
1.中斷產生，例如"mini2440"開發板上SD卡熱插拔操作，當SD卡插入或者拔出時會觸發引腳中斷，中斷服務程序中會根據讀取的引腳狀態，產生相應的熱插拔事件，將需要處理的事件加入到熱插拔工作處理隊列，等待內核線程處理。
2. 輪詢檢測，當有些熱插拔設備不產生中斷(沒有插拔中斷功能的設備)，則需要輪詢檢測某些事件標志。設備驅動程序需要將檢測函數和參數注冊到"hotplug"循環檢測鏈表中，"t_hotplug"內核線程會定時調用檢測函數，輪詢檢測函數會產生相應事件，等待內核線程處理。
當設備熱插拔操作結束時，會產生一條熱插拔消息存入緩存區，應用層程序可以通過讀取虛擬設備"/dev/hotplug"（熱插拔設備驅動創建），從緩存區中獲取熱插拔消息。
2 讀取熱插拔消息
前文提到，熱插拔事件產生后會產生熱插拔消息，存放在"/dev/hotplug"設備的緩存區中，則應用層可以對"/dev/hotplug"設備進行讀取，獲得應用層需要的熱插拔消息。由于"/dev/hotplug"設備是字符設備，所以應用層可以對設備進行open、read、write、ioctl、close等操作，獲得應用層所需的熱插拔消息。
2.1 獲取熱插拔消息實例
SylixOS 中定義了當前常見的熱插拔設備消息，如 USB、SD卡、PCI等，用戶也可以自定義添加。此外，還有網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卡熱插拔消息（本例程序是在mini2440開發板上測試運行），測試代碼代碼清單2-1所示。
代碼清單 2-1
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•
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 設置關心網卡熱插拔事件 */
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,程序實現了應用層讀取網卡熱插拔消息的功能，在開發板上運行該程序，當發生網卡熱插拔操作時，會得到網卡熱插拔消息，實驗現象。
通過分析代碼清單2-1所示代碼，用戶在讀取設備熱插拔消息時應注意以下幾點：
1.以只讀方式打開"/dev/hotplug"設備，SylixOS中熱插拔消息在熱插拔設備創建時產生，并且寫入到設備中緩存區中。
2.代碼清單2-1中程序通過ioctl函數實現單獨監聽網卡熱插拔消息的功能，應用程序可以根據需要設置ioctl函數中的參數來獲取對應的消息。默認情況下是讀取所有類型熱插拔消息。
3.代碼清單2-1中read函數實現讀取網卡熱插拔消息的功能，讀取消息后對獲得的熱插拔消息進行解析，然后輸出打印。SylixOS中對熱插拔消息格式進行特殊規定，格式分析參照2.2節。
2.2 熱插拔消息格式
由2.1節中讀取網卡熱插拔消息實例可知，在SylixOS中熱插拔消息有規定的格式。下面對SylixOS熱插拔消息格式進行分析。
消息的前4個字節標識了消息的類型。SylixOS中已經定義了USB鍵盤、USB鼠標、SD存儲卡、SDIO無線網卡等熱插拔類型。在實際的硬件平臺上，設備驅動也可以定義自己的熱插拔消息類型。
第5個字節為設備狀態，0表示拔出，1表示插入。
從第 6 個字節開始，表示設備的名稱，其內容為一個以'\0'結束的字符串，應用程序應該以此為結束符得到完整的名稱。該名稱為一個設備的完整路徑名稱， 如"/dev/ttyUSB0"、"/media/sdcard0"等。由于SylixOS中，一個完整路徑名稱的大長度為512，加上結束字符'\0'，因此，dev name字段的大長度為513。
緊跟著設備名稱（'\0'字符結尾）的是 4 個可用于靈活擴展的參數，均為4字節長度。這4個參數可適應不同設備消息的特殊處理。SylixOS未規定每個參數的具體用法和存儲格式（大端或小端），完全由設備驅動定義。
綜上論述，一個熱插拔消息的大長度為：4 + 1 + 513 + 4 + 4 + 4 + 4 = 534字節。
3 熱插拔消息產生
3.1 網卡熱插拔消息
前文已經介紹了應用層如何獲取熱插拔消息，本章介紹SylixOS熱插拔消息的產生流程。SylixOS中，熱插拔消息在熱插拔事件產生時產生，由熱插拔設備驅動實現。
下面以網卡熱插拔為例，介紹網卡熱插拔消息產生流程，。
在對網口進行必要的初始化后，將循環檢測函數dm9000_watchdog注冊到循環檢測鏈表中，檢測函數會根據網卡狀態產生不同的熱插拔消息，然后將熱插拔消息存入緩存區。
3.2 模擬熱插拔實現
下面通過信號模擬熱插拔事件，用信號SIGALRM模擬設備插入，用信號SIGUSR1模擬設備拔出。示例代碼清單3-1所示：
代碼清單3-1
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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. }
本例利用信號模擬熱插拔事件，運行2.1節中程序（注釋掉ioctl函數，獲取所有類型的熱插拔消息），再執行代碼清單3-1所示程序。
4 小結
本文檔介紹了SylixOS下熱插拔系統實現原理，以網卡熱插拔為例，分析熱插拔消息產生流程。后通過信號模擬熱插拔事件，打印出模擬的熱插拔消息。
