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内核模块的热插拔事件的通知基于uevent机制。
当kobject的状态发生改变(如,add, remove等)时,会通知用户空间,用户空间接收到事件通知后可以做相应的处理。
uevent把事件上报给用户空间的两种途径:
1.通过kmod模块,直接调用用户空间的可执行程序或脚本。
2.通过netlink通信机制,将事件从内核空间传递到用户空间。
linux-3.5/include/linux/kobject.h // ADD/REMOVE,Kobject(或上层数据结构)的添加/移除事件。 // ONLINE/OFFLINE,Kobject(或上层数据结构)的上线/下线事件,其实是是否使能。 // CHANGE,Kobject(或上层数据结构)的状态或者内容发生改变。 // MOVE,Kobject(或上层数据结构)更改名称或者更改Parent(意味着在sysfs中更改了目录结构)。 //CHANGE,如果设备驱动需要上报的事件不再上面事件的范围内,或者是自定义的事件,可以使用该event,并携带相应的参数。 enum kobject_action { KOBJ_ADD, KOBJ_REMOVE, KOBJ_CHANGE, KOBJ_MOVE, KOBJ_ONLINE, KOBJ_OFFLINE, KOBJ_MAX }; #define UEVENT_HELPER_PATH_LEN 256 #define UEVENT_NUM_ENVP 32 /* number of env pointers */ #define UEVENT_BUFFER_SIZE 2048 /* buffer for the variables */ //在利用kmod模块向用户空间上报event事件时,会直接执行用户空间的可执行文件。而在linux系统中,可执行文件的执行,依赖于环境变量, //因此kobj_uevent_env用于组织此次事件上报是的环境变量。 struct kobj_uevent_env { char *envp[UEVENT_NUM_ENVP];//指针数组,用于保存每个环境变量的地址,最多支持32个环境变量 int envp_idx;//用户访问环境变量数组的索引 char buf[UEVENT_BUFFER_SIZE];//保存环境变量的buffer int buflen;//??? }; struct kset_uevent_ops { int (* const filter)(struct kset *kset, struct kobject *kobj);//当任何kobject需要上报uevent时,它所属的kset可以通过filter借口过滤,阻止不希望上报的uevent。 const char *(* const name)(struct kset *kset, struct kobject *kobj);//该接口可以返回kset的名称。如果一个kset没有合法的名称,则其下的所有kobject将不允许上报uevent int (* const uevent)(struct kset *kset, struct kobject *kobj, struct kobj_uevent_env *env);//当任何kobject需要上报uevent时,它所属的kset可以通过该接口统一为这些event添加环境变量。 //因为很多时候上报uevent时的环境变量都是相同的,因此可以由kset统一处理,就不需要让每个Kobject独自添加了。 };
#if defined(CONFIG_HOTPLUG) int kobject_uevent(struct kobject *kobj, enum kobject_action action); int kobject_uevent_env(struct kobject *kobj, enum kobject_action action, char *envp[]); __printf(2, 3) int add_uevent_var(struct kobj_uevent_env *env, const char *format, ...); int kobject_action_type(const char *buf, size_t count, enum kobject_action *type); kobject_uevent_env ,以 envp 为环境变量,上报一个指定action的uevent。环境变量的作用是为执行用户空间程序指定运行环境。
int kobject_uevent(struct kobject *kobj, enum kobject_action action) { return kobject_uevent_env(kobj, action, NULL); } int kobject_uevent_env(struct kobject *kobj, enum kobject_action action, char *envp_ext[]) { struct kobj_uevent_env *env; const char *action_string = kobject_actions[action]; const char *devpath = NULL; const char *subsystem; struct kobject *top_kobj; struct kset *kset; const struct kset_uevent_ops *uevent_ops; int i = 0; int retval = 0; #ifdef CONFIG_NET struct uevent_sock *ue_sk; #endif pr_debug("kobject: ‘%s‘ (%p): %s\n", kobject_name(kobj), kobj, __func__); /* search the kset we belong to */ //1.查找当前kobject或其parent是否从属于某个kset;如果都不从属于某个kset,则返回错误。(说明一个kobject若没有加入kset,是不会上报uevent的) top_kobj = kobj; while (!top_kobj->kset && top_kobj->parent) top_kobj = top_kobj->parent; if (!top_kobj->kset) { pr_debug("kobject: ‘%s‘ (%p): %s: attempted to send uevent " "without kset!\n", kobject_name(kobj), kobj, __func__); return -EINVAL; } kset = top_kobj->kset; uevent_ops = kset->uevent_ops; /* skip the event, if uevent_suppress is set*/ //2.查看kobj->uevent_suppress是否被设置;如果设置了,则忽略所有的uevent上报,并返回0. if (kobj->uevent_suppress) { pr_debug("kobject: ‘%s‘ (%p): %s: uevent_suppress " "caused the event to drop!\n", kobject_name(kobj), kobj, __func__); return 0; } /* skip the event, if the filter returns zero. */ //3.如果所属的kset有uevent_ops->filter,则调用该函数,若该函数返回0,则过滤此次上报。(kset 可以通过filter接口过滤不希望上报的event) if (uevent_ops && uevent_ops->filter) if (!uevent_ops->filter(kset, kobj)) { pr_debug("kobject: ‘%s‘ (%p): %s: filter function " "caused the event to drop!\n", kobject_name(kobj), kobj, __func__); return 0; } /* originating subsystem */ //4.判断所属的kset是否有合法的名称,若uevent_ops->name存在就用其返回的名称作为subsystem;若uevent_ops->name不存在就用kset本身的kobject的名称作为subsystem; //若没有合法的名称,则不上报uevent if (uevent_ops && uevent_ops->name) subsystem = uevent_ops->name(kset, kobj); else subsystem = kobject_name(&kset->kobj); if (!subsystem) { pr_debug("kobject: ‘%s‘ (%p): %s: unset subsystem caused the " "event to drop!\n", kobject_name(kobj), kobj, __func__); return 0; } /* environment buffer */ //5.分配一个此次上报的用于保存环境变量的buffer, env = kzalloc(sizeof(struct kobj_uevent_env), GFP_KERNEL); if (!env) return -ENOMEM; /* complete object path */ //6.获得该kobject在sysfs中路径 devpath = kobject_get_path(kobj, GFP_KERNEL); if (!devpath) { retval = -ENOENT; goto exit; } /* default keys */ //7.添加ACTION到env retval = add_uevent_var(env, "ACTION=%s", action_string); if (retval) goto exit; //8.添加DEVPATH(kobject路径信息)到env retval = add_uevent_var(env, "DEVPATH=%s", devpath); if (retval) goto exit; //9.添加SUBSYSTEM到env retval = add_uevent_var(env, "SUBSYSTEM=%s", subsystem); if (retval) goto exit; /* keys passed in from the caller */ //10.如果传入的envp_ext不空,则解析传入的环境变量中,同样调用add_uevent_var接口,添加到env指针中 if (envp_ext) { for (i = 0; envp_ext[i]; i++) { retval = add_uevent_var(env, "%s", envp_ext[i]); if (retval) goto exit; } } /* let the kset specific function add its stuff */ //11.如果 uevent_ops->uevent 存在,调用该接口,添加kset统一的环境变量到env指针 if (uevent_ops && uevent_ops->uevent) { retval = uevent_ops->uevent(kset, kobj, env); if (retval) { pr_debug("kobject: ‘%s‘ (%p): %s: uevent() returned " "%d\n", kobject_name(kobj), kobj, __func__, retval); goto exit; } } /* * Mark "add" and "remove" events in the object to ensure proper * events to userspace during automatic cleanup. If the object did * send an "add" event, "remove" will automatically generated by * the core, if not already done by the caller. */ //12.根据ACTION的类型,设置kobj->state_add_uevent_sent和kobj->state_remove_uevent_sent变量,以记录正确的状态 if (action == KOBJ_ADD) kobj->state_add_uevent_sent = 1; else if (action == KOBJ_REMOVE) kobj->state_remove_uevent_sent = 1; mutex_lock(&uevent_sock_mutex); /* we will send an event, so request a new sequence number */ //13.调用add_uevent_var接口,添加格式为"SEQNUM=%llu”的序列号 retval = add_uevent_var(env, "SEQNUM=%llu", (unsigned long long)++uevent_seqnum); if (retval) { mutex_unlock(&uevent_sock_mutex); goto exit; } //14.如果定义了"CONFIG_NET”,则使用netlink发送该uevent #if defined(CONFIG_NET) /* send netlink message */ list_for_each_entry(ue_sk, &uevent_sock_list, list) { struct sock *uevent_sock = ue_sk->sk; struct sk_buff *skb; size_t len; if (!netlink_has_listeners(uevent_sock, 1)) continue; /* allocate message with the maximum possible size */ len = strlen(action_string) + strlen(devpath) + 2; skb = alloc_skb(len + env->buflen, GFP_KERNEL); if (skb) { char *scratch; /* add header */ scratch = skb_put(skb, len); sprintf(scratch, "%s@%s", action_string, devpath); /* copy keys to our continuous event payload buffer */ for (i = 0; i < env->envp_idx; i++) { len = strlen(env->envp[i]) + 1; scratch = skb_put(skb, len); strcpy(scratch, env->envp[i]); } NETLINK_CB(skb).dst_group = 1; retval = netlink_broadcast_filtered(uevent_sock, skb, 0, 1, GFP_KERNEL, kobj_bcast_filter, kobj); /* ENOBUFS should be handled in userspace */ if (retval == -ENOBUFS || retval == -ESRCH) retval = 0; } else retval = -ENOMEM; } #endif mutex_unlock(&uevent_sock_mutex); /* call uevent_helper, usually only enabled during early boot */ //15.以uevent_helper、 subsystem 以及添加了标准环境变量(HOME=/,PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin)的env指针为参数, // 调用kmod模块提供的call_usermodehelper函数,上报uevent。 if (uevent_helper[0] && !kobj_usermode_filter(kobj)) { char *argv [3]; argv [0] = uevent_helper;//在/sys/kernel/uevent_helper文件中可以存入用户空间可执行程序的路径,当内核有事件发生时,将会执行该程序 argv [1] = (char *)subsystem; argv [2] = NULL; retval = add_uevent_var(env, "HOME=/"); if (retval) goto exit; retval = add_uevent_var(env, "PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin"); if (retval) goto exit; retval = call_usermodehelper(argv[0], argv, env->envp, UMH_WAIT_EXEC); } exit: kfree(devpath); kfree(env); return retval; }
uevent模块通过kmod上报uevent时,会通过call_usermodehelper函数,调用用户空间的可执行文件(或者脚本,简称uevent helper)处理该event。
而该uevent helper的路径保存在uevent_helper数组中。
可以在编译内核时,通过CONFIG_UEVENT_HELPER_PATH配置项,静态指定uevent helper。
但这种方式会为每个event fork一个进程,随着内核支持的设备数量的增多,这种方式在系统启动时将会是致命的(可以导致内存溢出等)。
因此只有在早期的内核版本中会使用这种方式,现在内核不再推荐使用该方式。因此内核编译时,需要把该配置项留空。
在系统启动后,大部分的设备已经ready,可以根据需要,重新指定一个uevent helper,以便检测系统运行过程中的热拔插事件。
这可以通过把helper的路径写入到"/sys/kernel/uevent_helper"文件中实现。
实际上,内核通过sysfs文件系统的形式,将uevent_helper数组开放到用户空间,供用户空间程序修改访问,具体可参考"./kernel/ksysfs.c”中相应的代码。
在/etc/init.d/rcS脚本中添加 echo "/sbin/mdev" > /proc/sys/kernel/hotplug,会发现cat /sys/kernel/uevent_helper 即是/sbin/mdev。
说明/proc/sys/kernel/hotplug中的可执行文件路径最终还是会写到/sys/kernel/uevent_helper中。
自己手动echo "/kernel/main" > uevent_helper(之前的/sbin/mdev会被覆盖),当lsmod、rmmod时,/sys/kernel/uevent_helper中的/kernel/main会执行,
表明事件已经上报给用户空间。
Q1:用户空间怎样去识别上报的事件到底是什么事件?下一步研究
call_usermodehelper函数能够方便的在内核中直接新建和运行用户空间的程序,并且该程序有root权限。
call_usermodeheler函数的参数用法和execve函数一致。
call_usermodehelper()->call_usermodehelper_exec()
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原文地址:http://www.cnblogs.com/black-mamba/p/5055683.html