Linux驱动怎样支持热插拔

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。为了支持热插拔，Linux驱动程序需要实现一些特定的机制和接口。以下是一些关键步骤和概念：

1. 注册热插拔事件监听器

Linux内核提供了kobject和uevent机制来处理热插拔事件。驱动程序可以通过创建kobject并将其添加到sysfs文件系统中来注册热插拔事件监听器。

#include <linux/kobject.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/sysfs.h>

static struct kobject *my_kobject;

static int __init my_init(void) {
    my_kobject = kobject_create_and_add("my_device", kernel_kobj);
    if (!my_kobject)
        return -ENOMEM;

    if (sysfs_create_file(my_kobject, &attr.attr))
        pr_debug("failed to create sysfs file\n");

    return 0;
}

static void __exit my_exit(void) {
    kobject_put(my_kobject);
}

module_init(my_init);
module_exit(my_exit);

2. 处理热插拔事件

当设备插入或拔出时，内核会生成uevent事件。驱动程序可以通过注册uevent处理函数来响应这些事件。

#include <linux/kobject.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/sysfs.h>
#include <linux/uevent.h>

static struct kobject *my_kobject;

static int my_uevent(struct kobject *kobj, struct kobj_uevent_env *env) {
    if (strcmp(kobj->name, "my_device") == 0) {
        if (env->action == UE_EVENT_ADD)
            pr_info("Device added\n");
        else if (env->action == UE_EVENT_REMOVE)
            pr_info("Device removed\n");
    }
    return 0;
}

static struct kset my_kset = {
    .uevent = my_uevent,
};

static int __init my_init(void) {
    my_kobject = kobject_create_and_add("my_device", &my_kset.kobj);
    if (!my_kobject)
        return -ENOMEM;

    return 0;
}

static void __exit my_exit(void) {
    kobject_put(my_kobject);
}

module_init(my_init);
module_exit(my_exit);

3. 动态资源管理

热插拔事件发生时，驱动程序可能需要动态地分配或释放资源。例如，插入设备时可能需要分配内存或打开设备文件，拔出设备时则需要释放这些资源。

static int my_open(struct inode *inodep, struct file *filep) {
    // 打开设备文件
    return 0;
}

static int my_release(struct inode *inodep, struct file *filep) {
    // 关闭设备文件
    return 0;
}

static struct file_operations fops = {
    .open = my_open,
    .release = my_release,
};

static int __init my_init(void) {
    my_kobject = kobject_create_and_add("my_device", &my_kset.kobj);
    if (!my_kobject)
        return -ENOMEM;

    // 注册字符设备
    if (register_chrdev(0, "my_device", &fops) < 0) {
        pr_err("Failed to register char device\n");
        kobject_put(my_kobject);
        return -ENOMEM;
    }

    return 0;
}

static void __exit my_exit(void) {
    unregister_chrdev(0, "my_device");
    kobject_put(my_kobject);
}

module_init(my_init);
module_exit(my_exit);

4. 使用input子系统

对于一些输入设备（如键盘、鼠标），可以使用input子系统来处理热插拔事件。

#include <linux/input.h>
#include <linux/module.h>

static struct input_dev *my_input_dev;

static int my_probe(struct platform_device *pdev) {
    my_input_dev = input_allocate_device();
    if (!my_input_dev)
        return -ENOMEM;

    my_input_dev->name = "My Input Device";
    my_input_dev->id.bustype = BUS_USB;
    my_input_dev->id.vendor = 0x1234;
    my_input_dev->id.product = 0x5678;

    input_set_capability(my_input_dev, EV_KEY, BTN_MOUSE);
    input_set_capability(my_input_dev, EV_REL, REL_X);
    input_set_capability(my_input_dev, EV_REL, REL_Y);

    if (input_register_device(my_input_dev)) {
        pr_err("Failed to register input device\n");
        input_free_device(my_input_dev);
        return -ENOMEM;
    }

    return 0;
}

static int my_remove(struct platform_device *pdev) {
    input_unregister_device(my_input_dev);
    input_free_device(my_input_dev);
    return 0;
}

static struct of_device_id my_of_match[] = {
    { .compatible = "my,device", },
    { /* sentinel */ }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, my_of_match);

static struct platform_driver my_driver = {
    .probe = my_probe,
    .remove = my_remove,
    .driver = {
        .name = "my_device",
        .of_match_table = my_of_match,
    },
};

module_platform_driver(my_driver);

总结

支持热插拔的Linux驱动程序需要：

1. 注册热插拔事件监听器。
2. 处理热插拔事件。
3. 动态管理资源。
4. 使用适当的子系统（如input）来处理特定类型的设备。

通过这些步骤，驱动程序可以在设备插入或拔出时做出相应的响应，从而实现热插拔功能。